將米糠、秕谷、瓜菜和幾把碾壓成片狀的黑豆，加水熬煮，就製成了當地叫「糠菜糊糊」的粥狀食物。沙家店戰役後，毛澤東、周恩來和任弼時主要依靠這種食物充飢。
一九四七年夏秋以來，陝北先旱後澇，莊稼嚴重歉收。貧瘠的土地即使在風調雨順的年份，也養活不了當地百姓，天候稍微有些變化便會導致饑饉遍地，更不要說供養軍隊了。於是，是否有糧食，決定著西北戰場上兵力不多的西北野戰軍能否打仗、打什麼規模的仗和仗打得怎麼樣。
八月三十一日，彭德懷致電毛澤東：「本世（三十一日）以備戰伏擊姿態，積極籌帶兩天糧食，半月以來給養不定，艷（二十九日）遇雨，有些疲勞現象……」幾小時之後，彭德懷再次致電毛澤東：「本日籌糧，兩天敵亦未動，野戰軍明拂曉前出發南進。」
九月三日，毛澤東致電彭德懷：「敵人南進甚快，如隴東三縣有糧，又有殲敵機會，則打一二仗再出去也好……」第二天，毛澤東再次致電彭德懷：「如糧食情況許可，請考慮在九里山地區殲滅九十師一部……」
沙家店戰役之後，胡宗南的部隊已經深陷於陝北戰場。八月二十三日，陳賡、謝富治率部南渡黃河，沿豫北邊界一路向西，相繼佔領新安、靈寶等地，逼近豫陝交界處的潼關，威脅著胡宗南的戰略基地西安和關中地區。胡宗南不得不將董釗的整編第一軍和劉戡的整編第二十九軍從陝北回援南撤。為了繼續拖住胡宗南部主力，配合陳謝集團作戰，中央軍委命令西北野戰軍攔截向南撤退的國民黨軍：「我軍似宜扭住劉、董於大小勞山以北、永坪以南地區，協助陳、謝得手，削弱董、劉，使其恐慌動搖，進退維谷，至時機成熟時，各個殲滅之，或與陳、謝直接會合於渭水以北根本解決之。」
但是，西北野戰軍沒有糧食，加之連續作戰官兵疲憊，彭德懷要求大部隊休整兩天，抓緊時間籌糧，先派第二縱隊南下搶佔先機。九月九日，王震率領二縱在延川西北伏擊了國民黨軍整編七十六師和整編第一師一六七旅一部。仗打得很勉強，原因還是缺糧。飢餓的官兵體力不足，加上大雨不斷，戰鬥傷亡很大。王震要求官兵們與敵人「比忍受困難的能力」，但無論如何人是要吃飯的，哪怕是糠菜糊糊。
九月十日，毛澤東致電彭德懷：「延長一帶有糧，利於我軍在此地區尋機滅敵。」——作戰的地區有糧食甚至比有敵人還能鼓舞戰鬥力。彭德懷立即決定：以張宗遜的第一縱隊為左兵團，以張賢約的新編第四旅和羅元發的教導旅為右兵團，以許光達的第三縱隊為中央兵團，向陝西北部靠近黃河的交口地區開進，在關莊、岔口一帶阻擊胡宗南部主力。
胡宗南的部隊從米脂以北出發，沿著榆林至咸陽的公路南撤。為了避免途中遭到彭德懷部的襲擊，南撤部隊分成四個梯隊，緊密靠攏，梯形交替，「小米碾子式」地相互掩護前進。胡宗南規定：每天行軍十至十五公里，集團宿營。如果遭到襲擊，立即收縮，固守待援。
十四日上午九時，西北野戰軍發起了攻擊。南撤的國民黨軍各部立即停止前進，集結在延安東北的關莊、岔口、上劉家河一線，部署出縱橫八公里的防禦陣地。戰鬥持續到黃昏，天又下起雨來，彭德懷部在戰場上與敵人形成僵持。
十六日，國民黨軍居然不再顧及西北野戰軍的阻擊，大部隊前後左右構成防禦隊形繼續向南行軍。在放過兩個旅的先頭部隊後，彭德懷部再次發動攻擊，但當面的國民黨軍過於緊密，且火力十分強勁，彭德懷部既難以分割又阻截不住，戰鬥再次被迫停止。
持續六天的阻擊作戰，斃傷敵人三千三百餘人，自己傷亡一千五百零三人。彭德懷總結道：「開始以為敵人只有一個旅，結果越打越多，打出來五個旅。二縱隊又想一口吞，生怕敵人跑了，把敵人出路一堵，結果啃不動，只好放開一個口子，讓他跑掉。」
三天之後，南撤的國民黨軍到達延安以及富縣地區。延安以東以北百公里的交通線上，僅留下整編七十六師師部、二十四旅一部和整編三十六師一六五旅一部，西安西北的黃龍地區也僅有六個團分散駐守。此時，胡宗南部主力集結在延安和西安周圍，其他地區均防禦薄弱。彭德懷因此制定了一個兵分內線、外線的作戰計劃：第一、第三縱隊和新編第四旅、教導旅繼續在陝北內線作戰，攻擊延川、延長、清澗等孤立據點內的國民黨軍；第二縱隊南下出擊外線，開闢黃龍解放區，配合內線作戰，同時解決日漸緊迫的糧食問題。
中央軍委致電彭德懷、賀龍、習仲勳：
彭並賀習：
二十三日二十時電悉。（一）決定你軍主力〔六個旅〕在內線一個月至一個半月，完成殲敵休整補充三項任務，然後打出去，望按此部署一切，主要是籌糧一萬五千大擔。（二）王震兩個旅相機攻佔勞山、甘泉等地，阻敵數天後，即可先出渭北。
軍委
二十三日二十四時
為了加強西北野戰軍的力量，中央軍委批准以警備第一、第三旅和騎兵第六師組成西北野戰軍第四縱隊，王世泰任司令員，張仲良任政治委員，全縱隊兵力一萬一千人；以新編第四旅和教導旅組成西北野戰軍第六縱隊，羅元發任司令員，徐立清任政治委員，全縱隊兵力一萬二千人。
此時，毛澤東已在朱官寨停留快一個月了，他住在村邊的一孔窯洞裡。令人驚異的是，整日以糠菜糊糊
口的毛澤東，此時卻以飛揚的思緒和高漲的鬥志，撰寫了一篇又一篇充滿才智與激情的文章——山村荒涼偏僻，土窯四壁斑駁，柳木炕桌粗糙不平，煤油燈忽閃忽閃，粗瓷碗邊沾著糠菜殘渣，空氣裡瀰漫著劣質煙草的味道，毛澤東頭髮長長的，下筆猶如龍飛鳳舞：
……七月間我們冀魯豫及山東人民解放軍開始出擊，在魯中、魯南各地取得勝利，特別是在魯西南連續殲滅敵人九個半旅，獲得空前的大勝利。八月十一日我劉伯承、鄧小平、徐向前、李先念諸將軍所部，越過隴海路，接著渡過渦河、黃泛區、穎河、沙河、洪河、汝河、淮河，如入無人之境。八月二十七日到達大別山地區，威震長江南北。八月十二日我蘇北人民解放軍大捷，於鹽城殲滅蔣偽軍四十二集團軍第一師全部。八月二十日我彭德懷、賀龍、習仲勳、王世泰諸將軍所部西北人民解放軍，在米脂以北殲滅胡宗南之整編第三十六師，西北戰場我軍轉入反攻。八月二十三日我陳賡、謝富治、韓鈞、孔從周、秦基偉諸將軍所部，在洛陽、陝縣間南渡黃河，進入隴海以南、平漢以西、漢水以北廣大地區。九月八日我陳毅、粟裕、陳士矩、唐亮、葉飛諸將軍所部華東人民解放軍進入魯西南，在菏澤以東、鄆城以南之沙土集殲滅蔣軍五十七師全部。我人民解放軍在南線諸戰場上，東起蘇北，西至陝西，南抵長江，已經轉入反攻。長江以北諸省的偉大解放戰爭已經揭幕了，我們已經打到蔣介石的後方去了。人民解放軍在南線諸戰場的攻勢，加上我晉察冀人民解放軍現在正在進行的對平漢北段的攻勢，以及我東北、熱河、冀東人民解放軍早已於五月間就開始了的偉大攻勢，組成了人民解放軍全面反攻的總形勢。
人民解放軍的大舉反攻，標誌著戰爭情勢的根本改變……
蔣介石匪幫的兵力，其正規軍被殲滅的，到八月底止已達到一百十四個旅九十萬人，偽軍、地方軍和特種部隊被殲的三十五萬三千人。這就是說，蔣介石的正規軍已有一半曾被殲滅、或受到殲滅性打擊，其偽軍、地方軍和特種部隊已被殲滅三分之一，因而大大地削弱了蔣匪的軍事地位。匪軍中不但士氣低落，而且在一切高級文武官員中，在整個反動派陣營中，都充滿了失敗情緒。沒有前途，沒有出路，灰心喪氣，慌亂動搖，風聲鶴唳，草木皆兵，貪污腐化越陷越深，互相埋怨見死不救，這就是整個匪軍營壘的現狀。再打一年、兩年，蔣介石匪幫就離全軍覆沒不遠了……總起來說，人民反對，兵力削弱，後方空虛，這就是蔣介石的三個致命弱點……蔣介石在以往還處於戰略攻勢地位，還能以進攻一地來鼓勵他的士氣，但是從今以後，戰略攻勢既然屬於人民解放軍方面，蔣介石的崩潰必然加速……
因為朱官寨距國民黨軍盤踞的榆林很近，同時又難以搞到糧食，在佳縣縣委書記張俊賢的建議下，九月二十三日，毛澤東一行向南又向西，轉移到佳縣境內的神泉堡。
神泉堡村坐落在佳蘆河以南，東面是條大川，南面有條又長又深的溝，全村只有三十多戶一百五十多人，十分寧靜。在這裡，中央軍委頒布了《中國人民解放軍宣言》：
……
本軍是中國人民的軍隊，一切以中國人民的意志為意志。本軍的政策，代表中國人民的迫切要求，主要有如下各項：
（一）聯合工農兵學商各被壓迫階級、各人民團體、各民主黨派、各少數民族、各地華僑及其他愛國分子，組成民族統一戰線，打倒蔣介石獨裁政府，成立民主聯合政府。
（二）逮捕、審判與懲辦以蔣介石為首的內戰罪犯。
（三）廢除蔣介石統治的獨裁製度，實行人民民主制度，保障人民言論、出版、集會、結社等項自由。
（四）廢除蔣介石統治的腐敗制度，肅清貪官污吏，建立廉潔政治。
（五）沒收蔣介石、宋子文、孔祥熙及陳立夫兄弟等四大家族及其他首要戰犯的財產，沒收官僚資本，發展民族工商業，改善職工生活，救濟災民貧民。
（六）廢除封建剝削制度，實行耕者有其田的制度，鄉村田地，由鄉村人民按照人口及田地之數量質量，平均分配使用，並歸其所有。
（七）承認中國境內各少數民族有平等自治及自由加入中國聯邦的權利。
（八）否認蔣介石獨裁政府的一切賣國外交，廢除一切賣國條約，否認內戰時期蔣介石所借的一切外債，要求美國政府撤退其威脅中國獨立的駐華軍隊，反對任何外國幫助蔣介石打內戰和使日本侵略勢力復興，和外國訂立平等互惠通商友好條約，聯合世界上一切以平等待我之民族共同奮鬥。
……
周恩來說：「在去年七月就提出打倒蔣介石，行不行？還不行。當時提的口號是武裝自衛，還不能公開提出打倒蔣介石的口號，因為當時主客觀條件還不具備。」現在為什麼可以提而且必須提？「一方面，我們已用事實證明給老百姓看，我們有力量打倒蔣介石；另一方面，老百姓也不要蔣介石，就連上層分子、中產階級也不想給蔣介石抬轎子了，也要推翻他了。」為什麼要全國進行戰略反攻？「因為在全國他還佔有四分之三的土地、三分之一的人口。只有戰略進攻，才能徹底消滅他。口號一提出，戰爭行動就要配合，就是全國性反攻，就是打出去，突破解放區的界線，我們的行動完全是為實現這個口號的。」
不提便不提，一提就排山倒海。
在同時頒布的由六十七條口號組成的「中國人民解放軍訓令」中，打頭的十五條口號全是關於「打倒蔣介石」的：
打倒蔣介石，建立新中國！
打倒背叛政協協議的蔣介石！
打倒破壞停戰協議的蔣介石！
打倒內戰禍首蔣介石！
打倒獨裁者蔣介石！
打倒反革命的蔣介石！
打倒屠殺人民的蔣介石！
打倒欺騙人民的蔣介石！
打倒摧殘人權的蔣介石！
打倒橫徵暴斂的蔣介石！
打倒美帝國主義走狗蔣介石！
打倒蔣介石才有和平！
打倒蔣介石才有飯吃！
打倒蔣介石才有民主！
打倒蔣介石才有獨立！
黃龍山，位於洛川、黃龍和白水三縣交界處。黃龍地區東有黃河，西有洛河，北依陝北高原，南通關中平原。西北野戰軍如果能在這裡立足，不但可以解決糧食問題，而且還能佔據西北戰場的戰略要地。
黃龍同樣是胡宗南進攻陝北的重要軍事基地，駐紮在這一地區的國民黨軍是：新編第九旅（欠二十七團）和陝西保安第三、第七團守備銅川、耀縣；整編第一師第一旅三團守備澄城、合陽；整編九十師五十三旅一五八團和師屬野炮營守備韓城；整編第一師一六七旅五一團守備宜君、中部（今黃陵）；整編九十師六十一旅一八二團和整編十六師新編第九旅二十七團守備宜川。
九月下旬，西北野戰軍外線部隊第二、第四縱隊向黃龍山地區進發。二縱司令員王震和四縱司令員王世泰決定攻擊韓城。位於陝西東部的韓城，是黃河西岸的一個重鎮，是黃河與汾河匯流的三角地帶，這裡有禹門口、芝川鎮等渡口，是晉陝兩省間的交通要道。第二、第四縱隊首先攻佔芝川，接著於十月十日拂曉包圍了韓城。官兵們一直等到夜幕降臨才發起攻擊。國民黨守軍利用厚實的城牆，組織起炮火與輕武器協同的防禦線，二縱和四縱攻擊一夜未能達到作戰目的。這時，國民黨軍兩個團的增援部隊已經靠近，二縱和四縱得到情報後遂決定圍城打援。可是，剛準備調動部隊迎擊援敵時，韓城守軍突然棄城逃跑了。十一日上午二縱和四縱控制了韓城以及禹門口、芝川鎮渡口。
下一步如何作戰，王震建議挑選國民黨軍物資儲存豐富的城鎮打，以便解決部隊急需的糧食和過冬的棉衣。十三日，王震、王世泰致電野戰軍司令員彭德懷、副司令員張宗遜並告中央軍委，決心從韓城北上攻打宜川：
目前胡匪有如長蛇，首尾不能自應。建議集全力攻殲洛川、耀縣線守備薄弱城鎮之敵，準備野戰中殲滅胡匪敗疲之師。其條件：（一）該線糧食多〔特別是洛東〕，群眾及運輸方便。（二）一二三旅是殘部補充部隊，戰鬥力弱。（三）洛、宜、耀、同（同官）敵人資財甚多。（四）敵冬裝尚未北運，南撤時霜夜露宿高原山頭，絕難維持戰鬥力。（五）野炮即可使用兩門，炮彈有七百多發，帶二百發。如我野戰軍主力南下攻洛川，一部順便打下宜川，則二、四縱隊主力休息兩天後，相機於運動中打敵二十八旅，或消滅合陽之敵後，迅速轉回襲占耀縣或同官。
宜川並不好打，因為這座縣城是國民黨軍封鎖陝北的重要堡壘，多年以來始終駐有重兵，城防工事輪番加修，縣城內外堡壘層層疊疊。特別是城牆外圍地雷密集，一批批的守軍不斷地埋雷，到底埋了多少連他們自己也說不清楚。那麼，為什麼要打這座縣城？王震認為：「敵人自以為槍彈充足，工事堅固，地形險要，我軍會望而生畏，不敢來攻。可是，敵人有敵人的打算，我們不但不怕，恰恰相反，還要好好利用敵人的這種心理，給予狠狠打擊，將他們全部消滅掉。」
部隊官兵對攻打宜川也顧慮重重。相當一部分人認為，自保衛延安以來連續作戰，部隊已經相當疲勞，糧食嚴重短缺，傷亡還沒有來得及補充，許多連隊只有二三十人，最多的也不過四五十人，「連不成連，營不成營」。第二縱隊副政委王恩茂在十九日的日記中寫道：「王司令始終未改變攻宜川計劃，但我一直到今天認為攻宜川把握不夠，守城敵人有三千多，而且並不是那樣沒有戰鬥力，有三個山頭，工事比較堅固，敵劉戡所率七個半旅已到延安附近，還有增援的可能，我們部隊人數不太充實，受不起傷亡……」
王震的作戰部署是：二縱獨立第四旅攻擊城西南的七郎山主陣地；三五九旅攻擊城北的老虎山和虎頭山；四縱警備第一、第三旅攻擊城東南的鳳翅山。
擔任主攻任務的獨立第四旅旅長頓星雲和政治委員楊秀山去宜川周圍看地形，親眼看見了國民黨守軍的工事有多麼複雜，回來楊秀山直接對王震說：「這一仗不能打。我們部隊減員很大，攻擊力量不足，敵人防禦鞏固，攻擊費時。」獨立第四旅因作戰傷亡嚴重缺員。頓星雲旅長告訴王震，以十三團三營為例，每個連隊只剩十五人左右，十連全連只有八個人六支槍。
王震說：「你們可以把勤雜人員動員起來，把炊事員、通信員、馬兵統統補充到連隊去，打他個衝鋒嘛！」
楊秀山說：「敵人工事太堅固，一般的衝鋒恐怕不行。」
王震說：「我帶兩門野炮放在河灘裡，專門打七郎山西南角，掩護你們。」
打下物資豐厚的縣城，解決部隊急需的糧食彈藥，這對王震來講是頭等重要的事。
十月二十日晚，二縱和四縱對宜川的攻擊開始了。
王震集中了所有的火炮轟擊掩護，他在炮兵陣地上挽起袖子親自操炮。這些野炮基本上都是前幾天打韓城時繳獲的，炮手大多是被俘的國民黨軍士兵，現在他們依然穿著國民黨軍軍裝，但戰鬥熱情很高。接著，王震又跑到獨立第四旅十四團，與官兵們一起射擊衝鋒。攻擊前，他對率領十團衝鋒的旅長頓星雲和政治委員楊秀山說：「咱們比賽，看誰先打上去！」——「要對敵人仇恨，像王鬍子那樣一說打仗滿身都是勁，恨不能一口把敵人吞下去。」楊秀山戰後回憶說，「他到十四團，趴在那裡射擊，那真是冒險啊！可是誰把他也沒辦法。」
當三五九旅消滅了老虎山守軍之後，七郎山的側射威脅消除，秘密潛伏在敵人陣地下面的獨立第四旅的一個連奮力攀登，正面攻擊的部隊也開始全線衝鋒，國民黨守軍出現了混亂。緊接著，七郎山三個營的守軍連同一個重機槍連全部被殲。這個突破口的撕開，極大地鼓舞了士氣，各個方向的攻擊部隊不顧傷亡硬打硬拚，將敵人的堡壘一個一個攻下。虎頭山和鳳翅山的守軍丟棄陣地逃跑，宜川城裡的守軍一看外圍陣地失守，開始向外突圍。二縱和四縱隊狂追猛打，最終以傷亡百人的代價，斃傷俘虜國民黨守軍三千三百餘人。二十一日，二縱副政治委員王恩茂在日記中寫道：「我原想宜川打不下，今天中午將宜川打下了，心甚愉快。王司令始終未改變攻宜川決心，這是很好很對的。」
國民黨軍增援部隊由延安向宜川急促趕來。由於沒有戰機可尋，王震決定四縱撤往固臨地區休整，二縱東渡黃河進入晉南。繳獲的大量彈藥都給了四縱，這支新組建的部隊頓時裝備起來。由於戰鬥繳獲太多，王震命令所有的戰利品都要帶走，不管是司令員還是戰士，都要背上幾發炮彈或者扛上一箱子彈。獨立第四旅旅長頓星雲背了四發迫擊炮彈，二縱副政委王恩茂的坐騎上馱了兩箱子彈，他還和縱隊宣傳部長劉英輪換背一發野炮的炮彈。王震本人則扛著一發炮彈興沖沖地走在官兵們中間。
就在第二、第四縱隊在黃龍作戰的同時，西北野戰軍內線部隊第一、第三縱隊開始了對延長、清澗地區的攻擊。
十月四日，他們包圍了清澗縣城。
清澗是榆林至延安公路上的要點。在陝北，北上綏德和榆林、南下延安和西安必須經過清澗。縣城的城牆一半建在山谷裡，一半建在山腰上，地勢險要。城防面積達八十平方公里，築有大量碉堡和堅固工事。守軍為國民黨軍整編七十六師。
整編七十六師是中央軍嫡系部隊，現任師長廖昂。胡宗南佔領延安後，該師奉命駐守延長、延川和清澗一線。廖昂不得不從守備清澗的部隊中抽出一個團去三十公里外的瓦窯堡。雖然整編七十六師大興土木修建防禦體系，但官兵們仍對防守清澗信心不足。廖昂曾與參謀長劉學超、二十四旅旅長張新商量，考慮到清澗和瓦窯堡均兵力不足，一旦遭遇攻擊，各顧各都難逃厄運，相互增援更是無從談起，因此想將部隊從清澗和瓦窯堡撤到延安附近去。但是，胡宗南沒有批准。廖昂只有退而求其次，建議從瓦窯堡調回一個團加強清澗防禦，胡宗南最後的批示是：只准調回一個營。這個營被佈防在延長，當受到三縱攻擊的時候，營長傅瑞光請求廖昂派兵增援，廖昂怕增援部隊遭到伏擊借口拖延，二十四旅旅長張新也要求該營「保持師的榮譽，牢記軍人魂，犧牲小我，成全大我」。結果，這個營很快就沒有任何消息了。
發現自己被圍之後，廖昂向胡宗南建議放棄清澗，讓整編七十六師轉移到綏德，與駐守在那裡的整編三十六師一六五旅會合。胡宗南依舊不同意。廖昂又提出，駐守綏德的一六五旅南下，駐守瓦窯堡的七十二團西進，重兵集結於清澗，共同防禦彭德懷部的進攻。這下胡宗南火了，指責廖昂是在有意為彭德懷創造打援的機會。
結果，清澗處於孤立之中，廖昂的整編七十六師四面無援。
十月六日黃昏，彭德懷下達了攻擊清澗的作戰命令。攻擊部署是：第一、第三縱隊攻擊清澗縣城；新編第四旅在青化砭和甘谷驛一線阻擊從延安方向來的援敵；教導旅在清澗北面切斷清澗與綏德的聯繫，並準備阻擊綏德方向的援敵；綏德軍分區四團和六團圍困子長之敵並相機殲滅。彭德懷確實下定決心，不讓廖昂跑掉，他要求官兵做好包括夜間爆破和白刃搏鬥在內的一切準備。
秋雨連綿，攻城部隊逐步掃清了清澗城的外圍據點。儘管胡宗南派來飛機進行猛烈的轟炸和掃射，但未能減弱廖昂的壓力。城外的防禦陣地一旦發生危機，陣地上的軍官就會報告「糧彈即將告罄，如不派兵增援將陷彈盡糧絕境地」。然而，廖昂知道，陣地上無論糧食還是彈藥都十分充足。胡宗南就是不答應派部隊增援，廖昂給胡宗南發去一封充滿絕望情緒的電報：「能戰則戰，不能戰則守，不能守則走。既不能戰，又不能守，又不能走，唯死與降耳。」這封電報似乎起了作用，七日胡宗南回電稱，已命令劉戡率五個旅火速增援清澗；同時還說要再派飛機前來助戰，讓廖昂注意對空聯絡。飛機真的來了，廖昂以為投下的是糧食和彈藥，誰知道竟是三十億元法幣，既不能當彈藥使用也不能當糧食充飢。但是，畢竟援軍要來了，廖昂認為憑借清澗的防禦體系和他為數不少的部隊，解清澗之圍並不是沒有希望。
九日，劉戡的五個旅到達永坪，這裡距清澗只剩了一天的路程。如果劉戡突破我軍的阻擊線，清澗之戰就不是打廖昂了，而是一縱和三縱將受到縣城內外之敵的兩面夾擊。彭德懷意識到戰役必須速戰速決，可是，清澗外圍的重要制高點筆架山還沒有奪取。
彭德懷一面命令教導旅和新編第四旅前去阻擊援敵，一面命令一縱司令員賀炳炎立刻拿下筆架山。賀炳炎認為部隊已經傷亡過大，再去攻擊陡壁上的據點十分困難。彭德懷親自上了三五八旅的陣地前沿，與旅長黃新廷和政治委員余秋裡一起察看地形，調整部署。彈片橫飛，大家讓彭德懷下去，彭德懷說：「你們不怕，我怕什麼？」他要求三五八旅十日白天拿下筆架山，攻城部隊十日夜晚發動總攻，十一日拂曉前一定結束戰鬥——「決不能功虧一簣！要在敵援軍到達前攻下清澗，活捉廖昂。」
十日拂曉，清澗城裡的廖昂沒有聽見太多的槍聲，卻看見城西筆架山上的防禦部隊蜂擁下逃。有人報告說，共軍拂曉時爬上了絕壁，大喊「繳槍不殺」，守兵驚慌逃跑，軍官們根本制止不住，筆架山已經丟失，整個清澗因此失去了西面的屏障。
一個被俘的士兵被釋放回來，帶來了西北野戰軍副司令員張宗遜的一封勸降信。廖昂和張宗遜在黃埔軍校時是同期同學。見信後，二十四旅旅長張新力勸廖昂投降，參謀長劉學超態度曖昧，但廖昂卻態度強硬：「那怎麼可以？再怎麼說也不能放下武器！」
廖昂再次與援軍聯絡，下午十六時傳來消息，援軍先頭部隊已到達清澗西南高地，並說明了聯絡號音。廖昂立即派人前去聯絡，結果人剛一出城，就遭到猛烈射擊，再派出的人要麼被打死要麼負傷逃回。
天黑了，廖昂感到了恐懼。
一縱和三縱以連續爆破炸開了清澗城的東門和北門。攻擊部隊從這兩個突破口潮水般湧入，激烈的巷戰在黑暗中展開，整個縣城裡到處迴響著槍彈聲、刺殺聲、奔跑聲和呻吟聲。二十四旅旅長張新再次向廖昂建議投降，廖昂仍是不肯。突然，電話線和電線都斷了。通信營長薛明道去搶修線路，從此一去不復返。七十團團長彭曉棠被抬進指揮部，廖昂看不清楚他哪裡負傷了，只聽得一陣陣的慘叫，於是用手摸過去，竟滿手是血。沒多一會兒，七十團一營長王定超也被抬了進來，抬他的兵說營長的下顎被手榴彈炸爛了。
午夜，城內的槍炮聲愈加激烈，而且越來越近。廖昂說只有拚死突圍了。但參謀長劉學超認為突圍的時機早已錯過，不突圍還可以憑借工事抵擋一陣子，眼下只要一出去就會被打死。劉學超說完，回到自己的窯洞，他的窯洞裡已躺滿傷員，根本無處容身，他只好轉身又走出窯洞。劉學超先是看見廖昂換上了士兵的軍裝，接著看見廖昂開始燒東西。一開始他以為是在燒文件，但走過去仔細一看，廖昂燒的是胡宗南空投的三十億元法幣。廖昂沒有將這些錢分發給官兵以鼓舞士氣，他更不想讓這些錢落在共軍手裡，危機近在眼前的時刻，他竟然十分耐心地一張張地燒錢，這讓劉學超感到了害怕。
拂曉時分，廖昂給胡宗南發出最後一封電報，大意是「所有兵力全部投入，但很難固守」。然後枯坐著一動不動。劉學超想著他的同事被共軍俘虜受到優待的傳聞，竟然倒頭躺在炕上睡著了。不一會，巨大的聲響把劉學超驚醒，他聽見廖昂喊：「趕快把門頂上！」外面的槍炮聲震耳欲聾，「繳槍不殺」的喊聲和「我們不打了，願意繳槍」的叫聲混雜在一起。一個軍官在喊：「都集合！都集合！」看來是集體投降了。接著，門被撞開了，西北野戰軍官兵衝了進來。廖昂穿著士兵軍裝，面色慘白，窯洞的地上散落著他平時喜歡戴的那頂皮帽和他的私人牙章。
當天下午，西北野戰軍就押著俘虜，帶著戰利品撤離了清澗。
劉戡的增援部隊被阻擊在距清澗約十公里的地方。西北野戰軍撤離清澗後，劉戡還是沒敢進城，他圍著清澗繞了一圈兒，把守備綏德和子長的部隊接了出來，然後一起回延安去了。
聽說廖昂被俘後吃不下睡不著，彭德懷找他談了一次話並留他一起吃飯。警衛人員端上來一盆麵條，廖昂驚訝地說：「副總司令太艱苦了。早聽說彭副總司令生活儉樸，萬萬沒想到你就吃這樣的飯，名不虛傳！」彭德懷沉下臉說：「這樣的飯不好嗎？中國老百姓吃不上這樣的飯的有的是。我彭德懷吃這樣的飯已經是享受了。你們這些達官顯貴看到這樣的飯大驚小怪，覺得難以下嚥，正說明國民黨腐朽透頂，注定要被人民打倒！」
清澗戰役後，西北野戰軍主力北上，對陝北重鎮榆林發動了第二次攻擊，可最終還是以失利告終——數十年後，彭德懷在其《自述》中寫到：「第二次打榆林，只想到中央在米脂、綏德一帶不安全，打下榆林就放心了，未考慮其他方向。」
鑒於胡宗南已把榆林地區的一部分兵力空運回西安，榆林只有守軍九千餘人，彭德懷認為再次攻打榆林的條件已經成熟。理由是：「馬軍（馬鴻逵部）不會怎樣積極增援，胡（胡宗南）軍來不及，以後又沒有多少機會來打；打開了又可以得很多東西，這樣一想，便以為大概可如意而得。」
最實際的動機，還是想得到糧食和彈藥，解決部隊的困難。
事實證明，彭德懷的判斷有誤。
十月二十七日拂曉，西北野戰軍內線主力部隊開始了對榆林外圍的攻擊作戰。
這時候，晉陝綏邊區總司令鄧寶珊在北平。接到駐守榆林的第二十二軍軍長左世允的急電後，他立即飛往張家口與傅作義商量對策。傅作義認為，胡宗南已經自顧不暇，而自己這裡要防禦的察綏防線過長，難以抽出更多的兵力增援榆林。最後，兩人商定，從第三十五軍中抽出暫編十七師的一個加強團，六千兵力由副師長梁泮池率領，與鄧寶珊一起由包頭乘汽車前往榆林。同時，傅作義親自飛往寧夏，要求馬鴻逵派兵東進陝北增援。
十一月二日黃昏，西北野戰軍第一、第六縱從城南、第三縱從城東和城北對榆林發動強攻。上次攻擊榆林之後，國民黨守軍在城牆上加修了許多火力點，加上攻城部隊準備的雲梯長度不夠，攻擊剛一發起便嚴重受挫。用來攀城的二十多架雲梯都被奪走，攻擊部隊出現很大傷亡。拂曉，從城北突進去一部分官兵，但國民黨守軍在軍官的督戰下揮舞大刀瘋狂砍殺，突入的部隊被迫退出。
三日凌晨，攻擊部隊強攻不成，改為坑道作業，試圖以此接近榆林城牆實施爆破。此時，鄧寶珊的增援部隊已經到達榆林西北方向的扎薩克，馬鴻逵的部隊也已經向榆林出動。傅作義給榆林守軍空投信件稱：「援軍已到，正計劃包圍匪軍。我們不僅要保衛榆林，並要將匪殲滅。此次榆林軍民英勇堅決，固守名城，作義謹向諸君致深切慰問，並祝成功。」
西北野戰軍的第二次強攻開始了。由於測量不准，新編第四旅挖好坑道後，爆破點距離城牆還有四米，結果城牆沒被炸開。獨立第一旅的坑道爆破效果巨大，在城東南將城牆炸開一個寬二十米左右的缺口，但是缺口被炸開的瞬間，並沒有部隊進行衝擊，突破口隨即被敵人密集的火力封鎖，攻城部隊難以突破，缺口很快就被守軍用沙袋補上。但是，兩處爆破已使城內守軍驚慌失措，以為共軍頃刻就要攻進來了，一個士兵在混亂的大街上大喊：「八路進城了！八路進城了！」他的排長隨即命令士兵射擊，造成了城內居民的極大恐慌。在弄清楚共軍並沒有進城後，大喊大叫的士兵和命令開槍的排長都被槍斃了。
兩次攻擊不成，增援之敵接近，彭德懷不得不考慮打援了，於是決定留少量部隊繼續圍城，第一、第三、第六縱隊主力北進打鄧寶珊部。但是，部隊走到半路發覺情報不准，鄧寶珊距離榆林尚有一段路程，而西面的馬鴻逵部已經到達泥河，並仍在迅速向東推進。彭德懷立即改變作戰部署，命令部隊向榆林西北約三十公里處的元大灘迎擊——兩次攻城之後，向北急行軍，再急促折向西，進入陝北與寧夏交界處的沙漠地帶，部隊官兵疲憊，糧食極度短缺。
國民黨西北軍政長官公署副長官馬鴻逵部本非國民黨軍嫡系。馬鴻逵長期割據寧夏，盤踞一方，從來以擁兵自衛保存實力為原則。但是，這一次，因意識到榆林失守必會危及寧夏，在蔣介石的反覆催促下，加上傅作義親自請兵，十一月七日馬鴻逵部主力出動了。增援部隊為一六八旅、暫編第九旅、騎兵第十旅、寧夏保安第一總隊的兩個團以及炮兵和工兵等，總計三萬五千餘人，由馬鴻逵的次子、整編十八師師長馬敦靜率領，輜重和給養由一千多匹駱駝組成的運輸隊馱運隨行。
馬軍出動後，行軍速度不快，但中途接到蔣介石空投的命令：「此次援榆，關係西北全局和賢世侄（馬敦靜）父子前途，希加速進軍。」馬敦靜頓時不敢懈怠。部隊再往前走，與彭德懷部的一小隊偵察騎兵遭遇，短促的激戰後，偵察騎兵全部犧牲，馬軍在一個偵察員的遺體上找出一張字條，上面寫著：「馬匪到達巴兔灣一帶，只是騎兵一部，已停止前進，似不再東犯。」馬敦靜認為，由此看來，增援行動還沒被彭德懷發覺——「老漢（馬鴻逵）這步棋走得高，共產黨到現在還不知道咱們的真實情況，今天夜裡若平安無事，明天來個急行軍，一衝就可以進入榆林。等共產黨知道我們來了，想調集兵力打也遲了。」於是命令部隊急促前進。
馬敦靜的先頭部隊很快就在元大灘與彭德懷部主力遭遇了。
十四日，馬敦靜部進入元大灘，依托沙梁建起環形防禦線。天一黑，卻發現部隊已被三面包圍。晚十九時左右，西北野戰軍主力向馬軍開始了全面攻擊。雙方的步槍和機槍交叉互射，短兵相接後拼了刺刀、鐵鍬和洋鎬。馬敦靜請求胡宗南派飛機支援，胡宗南回電說晚上飛機不能起飛。午夜，殘酷的肉搏戰仍在繼續，核心陣地內部突然亂槍響起，過了好一會兒才知道，是一六八旅五二團營長李壽春的馬脫了韁，飼養員追馬時沒有回答口令，結果自己人和自己人混戰起來。凌晨兩點，核心陣地附近的肉搏戰逐漸平息。馬敦靜在驚恐中熬到天亮，拂曉時分西北野戰軍官兵撤退了，於是他立即命令部隊西撤至巴拉素。
在巴拉素，馬敦靜給左世允軍長發電報，詢問榆林戰況，並希望第二十二軍出城接應。左世允回電說：「戰況雖趨緩和，但共軍仍兵圍城下，榆林守軍尚感不足，實無迎接之力。我們以大張出擊之勢，牽制共軍以迎貴軍。共軍已成強弩之末，實不堪貴軍一擊。共軍主力位於城東和城南兩方面，榆溪河以西也有大部隊。唯城北兵力薄弱，貴軍從城北方面突進榆林較為容易。如從芹河溝之路突進，將共軍壓迫於西河方向，內外夾擊，奏功更偉。即請墊高，以便策應。」馬敦靜看完電報，大為不滿，對部下說：「他們已叫共軍嚇破了膽。我們自己幹吧，萬一進不去榆林就回寧夏。」馬敦靜決定部隊由烏拉爾林灘方向繞道向榆林前進——對於彭德懷的打援計劃來講，這就意味著敵人從側翼繞走了。馬軍在執行這個命令的時候，因為烏拉爾林灘在西北方向，官兵發現部隊向西走以為是撤退了，先是掩護前進的騎兵團發生了混亂，接著是步兵紛紛奪路而逃。當面監視他們的西北野戰軍主力突然向擔任掩護任務的寧夏保安總隊發動了襲擊，當即俘敵兩千多人。激戰中，保安第四團團長弓長舒帶百人往寧夏方向逃去，當晚在一個村莊裡全部被俘。保安總隊司令馬全良帶著幾個隨從從戰場上逃脫，見到馬敦靜，哭喊著說：「部隊改變路線，為啥不告訴我？讓我在那裡孤軍作戰，這是對我有意陷害。」馬敦靜說：「犧牲了小部不要緊，救出了大部還是你的功勞。」此戰，馬敦靜損失了四千三百二十六人。
但是，馬敦靜繞道增援榆林的計劃出乎彭德懷的預料，致使西北野戰軍主力圍城打援的作戰計劃落空。
十八日，在榆林守軍的接應下，馬敦靜部進入榆林城。
同時，鄧寶珊部也從伊盟十八里台到達榆林。
至此，無論攻城，還是打援，戰機已失。
第二次攻擊榆林，西北野戰軍傷三千三百三十三人，亡六百六十八人，失蹤三百三十四人。斃傷鄧寶珊、馬鴻逵部約五千人，俘虜一千八百零六人。
圍困雖解，但心有餘悸，蔣介石、胡宗南、鄧寶珊、左世允都希望馬敦靜部留下來，「屯兵榆林，以觀後變」。但是，馬鴻逵堅決不同意，為了確保自己的地盤和實力，他要求馬敦靜立即回師寧夏。馬敦靜認為自己增援榆林建有大功，想藉機向蔣介石和胡宗南取寵，所以並不願意馬上撤軍，父子之間發生了激烈口角。鄧寶珊為了防止馬軍擅自撤離，以控發給養為手段，吃一頓發一頓，讓馬軍想走都走不了。當得知彭德懷移軍三邊之後，馬鴻逵的態度強硬起來，他在報話機中對馬敦靜說：「你是我的兒子，就馬上返寧。他們不發給養也要走，沿路可以宰駱駝吃，宰馬吃，征蒙民的牛羊吃，我這邊即派馬承賢騎兵隊馱運糧食接你們。如果父命不受，咱們就從此斷絕關係，我再也不管你了。」此刻，馬鴻逵已經為出兵榆林感到了後悔，因為他的部隊傷亡太大了，為此他抓緊實行「一官罰五」和「一兵罰三」的措施：凡是有戰場失蹤的，所在家庭必須加倍出丁入伍。普通百姓家哪有那麼多的壯丁，於是出現了老老少少拼湊起來的部隊，當地百姓稱之為「冤枉團」。許多百姓為了證明自己的兒子不是逃兵，竟然不遠千里跑到元大灘戰場去尋找屍首。
馬敦靜帶著部隊回到了寧夏。
毛澤東走進了佳縣縣城。正逢趕集日，街上很熱鬧，他在羊肉攤邊吃了碗羊雜碎，然後到白雲山上的廟宇去趕廟會。他被一台山西梆子戲的唱腔吸引了，坐在板凳上看，後來人太多擋住了他的視線，他就站在板凳上看。他對隨行人員說：「這戲叫《三官排宴》，戲裡的老生就是楊四郎，老旦是佘太君，都唱得不錯！」
山上的道觀香火旺盛。毛澤東對身邊的汪東興說：「神學把神的意志無限誇大，說什麼上帝創造和主宰著世界，說上帝用六天時間創造了天地萬物和人，第七天造物完畢休息去了，你相信嗎？」
毛澤東的口氣顯示出他是絕對不信的。
此刻，毛澤東只有一個信念：打倒蔣介石，創建新中國。