争论的第一个重点，是关于共军改为八路军后，应否照国军的编制和制度加以改编的问题，以周恩来、朱德为代表的一方，认为既然中共曾经同意军令政令之统一，且主动提出把共军改编为国军，接受国府军委会之薪饷补给，就应在共同抗日前提下，照国军的编制和制度加以改编，并应有限度的接受军委会派遣的参谋人员。以毛泽东、任弼时为首的另一方，则主张除把共军更名为八路军并依照规定暂编为三师外，其余军中的一切组织仍维持红军原有制度，并应严拒国府军委会派遣任何人前来，以保障共党对八路军之绝对领导。
争论结果，毛泽东让步，而以张闻天的调和意见为结论；即形式上照国军制度加以改编，取消红军的政治委员制度，原来的政冶委员改任副首长或政治部主任，原有的政治部组织与职权仍维持现状，但上报国府军委会时，可照国军的制度改称为政训处或政训室，但须加强军中党委的职权和领导，并以副首长或政治部主任执行原政治委员的职权，以维持党对军事首长之监督领导；关于国府军委会派遣参谋人员至部队一节，应予拒绝，惟欢迎其派遣参谋常驻延安，以资联络。
争论的第二个重点，是关于八路军入晋后之作战方针问题。以朱德为首的军人，大都主张在国府军委会之统一战略意图下，与国军并肩对日作战，以扩大八路军的影响。但毛泽东提醒到会人员注意，入晋作战的共军不足两万人，数量上与国军不成比例，不管你如何英勇作战，都不能起决定作用，因此，今后的第一要义，就是以全力壮大自己。至于作战地区和范围，不必受战区之限制，而应分散钻隙转向敌后，在敌后发展武力和建立根据地。在战术方面，无论如何不能打阵地战，不能和日军拼消耗，而应在敌侧尤其在敌后进行游击战，以独立自主的山地游击战为作战方针。
几经讨论与协商，还是以张闻天的调和意见为结论，即进入山西之初，应按照国府军委会命令和战区之战略意图统一行动，并在作战初期，争取若干表现，以扩大宣传和影响；但当日军进一步深入，战局逆转与混乱时期，八路军即应单独行动，以山西为基地，分散向河北、山东、河南、热河、绥远、察哈尔各地区发展，并以独立自主的游击战，在敌后争取民众、扩大武力、建立根据地。
洛川会议最激烈的争论，是关于当前抗战形势的估计与党的任务的决定，在这一问题上，毛泽东与张国焘有不同的看法和辩论。毛泽东认为当前国民党发动的抗战，是单纯政府与军队的片面抗战，其前途将走向失败；在抗战过程中，国民党内部也将分化和分裂，亲日派与右翼集团势将投降日本，抗日派与左翼集团则将与中共亲密合作坚持抗战，这样就将使抗日民族统一战线重新组合，形成以中共为颁导的新阵容；在这一新情势下，抗战前途，日寇固然失败，国民党也同样失败，胜利的只能是中国人民和中国共产党。因此，在今天，不能对国民党再有任何迁就和让步，必须在统一战线中采取独立自主的政策，采取积极争取领导权的方针。但张国焘则持不同的看法，他以为抗战系国民党所发动与领导的，目前固然可以说是片面抗战，但全国民众必将奋起参战，使片面抗战转变而为全面抗战，不宜以目前状况论断其前途为失败，国民党固然有分化可能，但无损其中坚力量，且由于抗战，国民党威望在增高，为适应抗战情势，其政策亦将有所改变，尤其对抗战领导权的掌握，当不会有丝毫放松；在此一情势下，亦即在抗战开始的今天，如果本党在统一战线中即强调独立自主政策，即与国民党争夺领导权，势将引导统战走向破裂，而陷自己于孤立，结果有利的是日寇而不是国共双方。因此，如何在国共双方均有利的条件下，巩固和维持统一战线到击败日寇，便是当前问题的中心，否则大敌当前，自乱步骤，那是不智的。
到会人员，有的支持毛泽东的观点，有的同意张国焘的看法，形成不断辩论的局面，最后因相持不下而休会。在休会期间，几经折冲，写成双方均能接受的“决定”，再提会议讨论，始予通过。
洛川会议通过的决议题为“关于目前形势与党的任务的决定”，“决定”虽然批评国民党发动的抗战“中间包含有极大的危险性”，“存在着严重失败的可能”，但也明白指出“只要真能组织千百万群众进入抗日民族统一战线，抗日战争的胜利是无疑的。”
关于洛川会议的争论，后来张国焘只是简单的写道：“当时毛同秦邦宪提使日本失败，蒋也失败，我提（周恩来同）日本人失败，中国人都胜利，因此发生冲突，休会三日未能解决，最后只强调独立自主。”
对此，毛泽东则是另一种说法，他说：“特别是在八月中央政治局会议（洛川会议）时，我们就提出了这样的问题，在统一战线中，是无产阶级领导质产阶级呢，还是资产阶级领导无产阶级？是国民党吸引共产党呢，还是共产党吸引国民党？在当前的具体的政治任务中，这个问题即是说：把国民党提高到共产党所主张的抗日救国十大纲领和全面抗战呢，还是把共产党降低到国民党的地主资产阶级专政和片面抗战？”
