對於決戰在即的國共兩軍來講，西北戰場始終是塊雞肋。
從政治、軍事和地理的角度看，這是一個必須保持相當控制實力的地帶，因為它不但是內地與廣闊的西北地區聯繫的樞紐，而且還是東部決戰戰場的側翼。但是，地廣人稀和糧食匱乏又使得西北戰場沒有決戰的條件，於是也就沒有必要投入大量的兵力。此刻彭德懷指揮著不足十萬兵力的部隊，在那片黃土地上艱苦地游戰，他們最主要的任務似乎不是殲滅多少敵人，而是把西北地區的國民黨軍牽制在那裡。當一九四八年中原戰事緊張起來之後，蔣介石不止一次命令胡宗南，讓他抽調兵力東進增援中原戰場，但是每次都因為彭德懷部的攻擊而沒能成功調動——只要彭德懷的部隊還在那片黃土地上，蔣介石的主力軍事集團之一——胡宗南的部隊——似乎連潼關都逾越不了。歷史的進程證明，在國共兩軍於東北、華北、山東、中原進行大決戰時，不但彭德懷指揮的西北野戰軍始終轉戰於西北一隅，而且胡宗南部也一直被牽制到戰爭幾乎快要結束的時刻。這就是西北戰場微妙而獨特之處。
對於規模宏大的解放戰爭來講，沒有任何理由忽視西北戰場的重要性，尤其是在兩軍決戰即將開始的時候。
胡宗南是在蔣介石召集「軍事檢討會議」的前夕發動攻擊的。有人認為胡宗南是奉蔣介石之命不得不主動進攻，也有人認為他是為了拖延或者拒絕抽調幾個主力旅去中原而發動攻勢的。實際上兩者皆有之。西府、隴東戰役後，胡宗南部經過休整，仍有約二十五萬兵力，再加上寧夏馬步芳部和青海馬鴻逵部以及榆林地區的鄧寶珊部，西北戰場上的國民黨軍共有十九個整編師、五十個作戰旅，連同特種部隊和非正規軍，總兵力約四十萬。即使彭德懷部也在不斷的擴大之中，到一九四八年六月，西北野戰軍總兵力也僅僅有五個縱隊，兵力約六萬八千左右，加上地方部隊，總兵力依舊沒有超過十萬。胡宗南有充分的理由認為，經過西府、隴東之戰，彭德懷部已被殲過半，元氣大傷，沒有六個月以上的休整，無法再次投入作戰，這正是他發動新攻勢的好時機。
胡宗南的判斷影響了國防部，蔣介石電令：「應捕捉千載良機，西安綏署應徹底輕裝不分地域越境窮追，使西北戰局獲得決定之好轉。」
但是，正在這時候，中原戰場告急，蔣介石又命令胡宗南抽調兵力增援中原。為了保存實力，胡宗南只空運了整編三十師至太原，然後將整編十三、二十七、六十五師調到陝西與河南交界處——與其說是在增援中原，不如說是為防止中原的共軍西進自己的地盤。同時，趁著彭德懷部戰後休整，胡宗南雖不能像蔣介石說的那樣「不分地域越境窮追」，但是將彭德懷部向北面擠壓的確是他所期望的。因為寶雞一戰，胡宗南感到彭德懷距離西安實在是太近了，西北野戰軍大有直接攻擊西安的可能。為此，他調集整編第一師以及整編十七、三十六、三十八、九十師約十萬兵力，集結於渭河北岸，以三原、蒲城、大荔這三個相互距離約百公里的城鎮為支撐點，構築工事，互相依托，在鞏固西安、屏障關中的前提下，逐步向黃龍山南麓蠶食，以期將彭德懷部封鎖在糧食困難的黃龍山區伺機殲滅。
彭德懷再次面臨大軍壓境被迫作戰的局面。
根據敵情，彭德懷、張宗遜（西北野戰軍第一副司令員）、趙壽山（西北野戰軍第二副司令員）、甘泗淇（西北野戰軍政治部主任）提出，建議華北第一兵團（徐向前部）暫緩與閻錫山的作戰，協助西北野戰軍與胡宗南打上一仗。但是，鑒於華北第一兵團很難抽調出來；同時，兵力過於集中糧食也沒法解決，中央軍委沒有同意。毛澤東來電通報敵情，說胡宗南原有兩種動向：一種是奉蔣介石的命令以兩至三個整編師南下中原，一種是分路進攻黃龍。雖然最初毛澤東不大確信第二種動向，但是現在胡宗南竟然這樣做了。而胡宗南如此做法，「必是他不願出兵中原寧可冒險北犯。無論他出哪一著均於你們有利，均可殲擊獲勝。你們首先準備殲擊可能北犯之敵是正確的。」
沒有兵力支援，彭德懷也決定作戰。他確定了一個「兩翼牽制，中央突破」的作戰計劃：四縱騎兵六師吸引整編第一師北上，四縱再以一個團在洛河東岸阻擊整編第一師可能東援；三縱獨立第二、第五旅各一個團，二縱獨立第六旅的一個團以及黃龍軍分區十團等部，組成左翼兵團，由三縱參謀長李文清指揮，抗擊整編十七、三十八師的進攻，保障野戰軍主力的左翼和運輸線的安全；一縱、二縱、六縱以及三縱、四縱主力共十一個旅，組成右翼兵團，由野戰軍司令部直接指揮，隱蔽集結，準備殲滅整編三十六師。
從部署上看，彭德懷依舊兵力不足，特別是打援和阻擊兵力薄弱。
七月下旬，胡宗南部繼續向北進攻。三十日，整編十七、三十八師主力在飛機和火炮的掩護下，向彭德懷部堅守的陣地發動猛攻，遭到左翼兵團的頑強阻擊。整編第一師也向位於黃龍西南方向的宜君實施了攻擊，遭到騎兵第六師的阻擊。而整編三十六師除留下一二三旅三六九團守備白水之外，主力以黃龍附近的石堡為目標，沿著白水至宜川的公路繼續推進。當敵人的先頭部隊發現石堡地區有彭德懷部主力伏擊的跡象時，隨即停止推進，在一個東西約十二公里、南北約五公里的地帶構築工事，轉入防禦。
彭德懷盯住了整編三十六師，希望他繼續推進至石堡，然後將其圍殲。
但是，整編三十六師無論如何也不肯前進了。
彭德懷隨即命令左翼兵團主動後撤，吸引整編十七、三十八兩師繼續北進，拉大他們與整編三十六師的間隔。
整編三十六師依舊沒有前進的跡象。
彭德懷果斷改變計劃，決心主動向整編三十六師發動進攻，把他從當面敵人密集的陣形當中掏出來吃掉。他給各部隊下達的任務是：一縱協同二縱殲滅整編三十六師二十八旅八十四團；二縱攻擊二十八旅八十二團；三縱協同六縱攻擊一六五旅四九三團，並以一部攻擊一六五旅主力；四縱和警備四旅一部先攻擊二十八旅八十四團一部，然後攻擊一二三旅；六縱攻擊四九三團後，協同三縱攻擊一六五旅。各部隊七日夜到達攻擊出發地，並完成一切攻擊準備。
整編三十六師師長鍾松心情矛盾。這個師在沙家店戰役中已遭重創，胡宗南不願意丟失這個番號，命令從戰場僥倖逃脫的鍾松用這個番號重新編組一個三十六師，現在他率領的這支部隊已經不是「原裝」的了。由於與彭德懷部作戰吃過虧，鍾松變得十分小心謹慎，這是他得知石堡附近可能有伏擊後停下來的原因。但是，他內心深處還是有一種求戰的慾望，他希望通過這次作戰一洗沙家店一戰的恥辱，向胡宗南也向蔣介石證明他是一個能打仗的指揮官。
八月七日，當彭德懷部開始向整編三十六師移動的時候，胡宗南突然發現自己的判斷出現了失誤：他認為彭德懷要攻擊的是整編三十八、九十師，因為前方報告說，這兩個師當面的共軍至少有兩個縱隊以上。因此，他命令整編三十六師除以二十八旅堅守現陣地外，其餘部隊集結於馮原鎮以東，準備策應整編三十八、九十師作戰。可是，上午七時，整編三十八、九十師當面的共軍突然撤了，佔領了阻擊陣地之後才發現，在這裡阻擊的共軍最多不過一個團。胡宗南得到這一消息後十分驚駭，一時弄不清彭德懷的真實意圖，只能命令各部隊構築堅固據點準備應付局面。
這時候，鍾松意識到了自己的危險，他立即給駐紮在黃龍以南的第五兵團司令官裴昌會打電話，請求派兵增援。
但是，已經晚了。
八日，彭德懷部對整編三十六師的攻擊驟然開始。
從上午十時至下午七時，炮火轟擊長達九個小時，壺梯山主陣地上彈片騰飛，硝煙瀰漫，防禦工事幾乎全部被毀，防守壺梯山的二十八旅不斷地向鍾松告急。
胡宗南終於明白彭德懷要幹什麼了，他立即命令整編三十八師回頭增援鍾松，同時命令整編三十六師確保壺梯山陣地。
無論是彭德懷還是胡宗南都知道，壺梯山是馮原鎮的主要支撐點，而馮原鎮是黃龍山東面的門戶，對於整編三十六師來講，如果壺梯山陣地失守，馮原鎮以南就無險可守了，彭德懷部就可以居高臨下直撲渭南地區，然後直接威脅西安了。
主攻壺梯山的任務交給了王震的二縱。彭德懷對王震說：「這個打不死的鍾松又交給你了。你熟悉他，他也知道你，不過他怕你，你不怕他。」王震說：「打不死就繼續打，打成肉醬為止。」
壺梯山是一座伸向平原的孤山，陡坡上草木稀疏，薄田交錯。二十八旅在山坡上構築了大量工事，山頂上的大廟已被改造成大堡壘，是敵人的指揮中心。王震認為：「如果把大廟拿下來，敵人整個防禦體系就會瓦解。當然，要拿下來也不是容易的事。」他命令二縱以獨立第四旅從東、三五九旅從北，獨立第六旅從西，三面同時發動仰攻。
仰攻令二縱官兵在突破地堡時付出了很大的犧牲。
彭德懷冒著炮火來到了王震的指揮所。指揮所距離前沿很近，搭制的材料簡陋到幾乎起不到防彈的作用。王震一看見彭德懷就火了，說這裡太危險，趕快下去，出了事沒人能負得起這個責任。彭德懷也瞪了眼：「怎麼你可以在這裡，我在這裡就不行？你死得，我就死不得？」王震急了：「你是不是不相信我的指揮？」彭德懷說：「我看我的，你指揮你的，我不干預你。」兩個將領多年來同生共死，但往往到一起就頂起來，尤其是在打仗吃緊的時候。「我和王鬍子像是一個槽裡吃草的兩頭湖南騾子，吃著吃著就踢起來。」彭德懷曾這樣比喻他和王震的關係，「但我們拉起套來，使的卻是一股勁。」
由於攻擊進展不順，總攻時間一推再推。
王震下到三五九旅，縱隊副政治委員王恩茂下到獨立第六旅，副司令員郭鵬下到獨立第四旅，參謀長張希欽去了炮兵陣地。
二縱決定下午四點開始總攻。
王震給炮兵陣地下達了轟擊命令後，抓起棍子就往山上爬，爬到七一七團的陣地時，守軍開始反擊。團長胡政正從望遠鏡裡觀察，看見王震不但上來了，而且還想繼續往山上爬，胡政急忙上前攔住了他。王震將其推開，喊道：「敵人反撲得這麼凶，還在這裡看鏡子，快給我衝！」胡政知道王震的脾氣，立即率部迎面衝了上去。戰後，部隊官兵中流傳說，王鬍子在陣地上打了胡團長，這讓王震感到很不安。直到三十八年以後，年逾古稀的王震還在解釋：「人們說，打壺梯山時我打了胡政。沒有的事。我要往前衝，他阻攔我，我只用雙手這麼推了一下……」
壺梯山守軍發動了反擊。胡宗南派來的飛機由於看不清地面標誌，亂扔炸彈，不但使防守部隊遭到損失，連守軍的電台都被炸壞了，整編三十六師與上級的聯絡由此中斷。二十八旅旅長李規再次向鍾松請求增援，鍾鬆口氣生硬：「沒有部隊增援，無兵也要守住陣地。如果放棄陣地，就以違犯軍法論處！」李規怒不可遏：「如果我放棄陣地違犯軍法，那麼你也要連坐！」此時，二十八旅的各個陣地上都發生了肉搏戰，八十二團的兩個營已退守二線陣地。團長董文軒力求重新建立防禦線，但部隊已被分割，他只有向山頂的核心陣地退縮。
王震發現山頂上的守軍有逃跑的跡象，對身邊的參謀和衛生員說：「快告訴炮兵，往山頂高吊射擊！敵人要跑！」參謀和衛生員跑去傳達命令，等了一會兒卻沒見炮兵開炮，王震對身邊剩下的警衛員說：「大個子！你快去再向炮兵傳達我的命令！」年僅十八歲的「大個子」叫吳憲軍，山東人，他和王震的關係不一般，他不但是王震的警衛員，還是王震的黨小組長。吳憲軍拒絕執行這個命令，因為他走了司令員身邊就沒人了。王震說：「有這麼多部隊，我死不了的。」吳憲軍還是說：「那不行，我不能去！」王震火了：「放走了敵人我槍斃你！」吳憲軍一臉嚴肅：「我以黨小組長的名義向你提出要求：你要保證在我回來之前，不能離開這裡。」王震說：「我保證，快去！」吳憲軍去了，等他完成任務跑回來的時候，發現王震確實原地未動。吳憲軍很高興，因為類似這樣的事在以前的黨小組會上他批評過王震，現在看來司令員的這個缺點已經改正了。這個年僅十八歲的小警衛員滿意地對王震說：「你這次表現不錯，值得表揚。」
壺梯山守軍二十八旅八十二團已無法支撐，團長董文軒在山頂的大廟裡已經能夠聽見解放軍的吶喊聲，他甚至看見一面高舉著的紅旗距離大廟很近了。
董文軒不知道，此刻舉著紅旗向他衝過來人，一年前還是整編三十六師的一名士兵。十一團四連副排長杜立海在沙家店戰役中被俘，後加入西北野戰軍，他思想進步很大，作戰十分勇敢。作為攻擊山頂大廟的先頭部隊，四連在衝擊中遭到兩座地堡的火力封鎖，杜立海帶領一個班炸毀地堡後，高舉著紅旗衝在最前面。就在接近山頂的時候，杜立海搖晃了一下差點倒下，但他依舊舉著紅旗往上攀登，終於將手裡的紅旗插到了山頂上。當衛生員上來為他包紮的時候，發現杜立海的腸子已經從腹腔掉了出來，鮮血染紅了半截身子。
八十二團團長董文軒最終逃下山，跑回了馮原鎮的二十八旅旅部。
壺梯山失守令整編三十六師全師動搖。參謀長張先覺建議後撤待援，師長鍾松和副師長朱俠表示同意。與此同時，第五兵團司令官裴昌會命令整編三十師放棄韓城向整編三十六師靠攏，同時命令駐紮在澄城的整編三十八師十七旅歸鍾松指揮，以加強整編三十六師的兵力。黃昏，鍾松命令一二三旅的炮兵向壺梯山猛烈炮擊，掩護主力沿著馮原鎮至澄城的公路向後撤退。
九日早晨七時，被一夜的撤退弄得疲憊不堪的鍾松接到了一個讓他憤怒的消息：二十八旅旅長李規在電話裡說，因為晚上撤退看不清路，早上的時候才知道他們已經退到了洛河以東的澄城。規定的撤退計劃是：二十八旅掩護全師的撤退行動。現在，他們居然撤得比師部還快，一下子就跑到了澄城！參謀長張先覺無奈地問鍾松怎麼辦，鍾松半天沒有吭聲。八時，奉裴昌會之命增援的整編三十八師十七旅來電話，說他們已經從澄城出動了，估計上午十時能與整編三十六師會合。這個消息讓鍾松的情緒好轉了一些。但是等了半天，只等來了十七旅的一個參謀——整編三十八師十七旅根本沒有出動，因為二十八旅撤到澄城之後狼狽不堪的狀況把他們嚇壞了，他們不願為與自己沒有隸屬關係的整編三十六師冒險。
此時，彭德懷部對整編三十六師已經開始了全面追擊。
中午的時候，鍾松接到一六五旅旅長孫鐵英的電話，說發現有共軍的大縱隊正從兩側迅速南進，估計很快就要到達師部附近。鍾松大驚失色，不知該怎麼辦。參謀長張先覺建議撤入澄城，副師長朱俠不同意。鍾松沉默了一會兒，帶著警衛走了。朱副師長說他要到工兵營和特務營去，也走了。師部四周開始響起密集的槍聲，突然，鍾松從一二三旅後方陣地打來電話，命令張參謀長「酌情把師向後移動」。
整編三十六師撤退的部隊擁擠在一起。鍾松命令撤到澄城的二十八旅旅長李規去解救一六五旅旅部，李規認為命令不合理，拒絕執行。接著，鍾松又命令李規增援在王村鎮被圍的四九四、四九五團，李規回答：「沒有部隊，無力增援。」
王震跟隨追擊部隊跑到了王村鎮附近，他剛登上一個高坡準備觀察時，密集的子彈朝這裡打來，在他腳下濺起一團塵土。他喊：「大個子！快調炮兵來！」吳憲軍拉他讓他隱蔽，王震急了：「不要拉我！」話音未落，一顆炮彈打過來，吳憲軍還沒來得及撲上去，炮彈爆炸了，王震的後腦勺流出鮮血。吳憲軍喊：「司令員！你負傷了！」王震伸手一摸，滿手鮮紅：「娘的，真打著了。」吳憲軍不由分說背起王震就跑，邊跑邊哭。王震迷迷糊糊地說：「都怪我，大個子！我對不起你！」這已是王震在戰爭中第七次負傷，傷勢嚴重但所幸沒有傷及關鍵，他立即被送往黃河以東的後方醫院。
王震倒下的時候，整編三十六師一二三旅已經跑得沒了蹤影。張先覺緊急召集師直屬隊突圍，往外跑的時候，他看見副師長朱俠邊喊「殺！殺！」邊帶領特務營向楊家凹東南突圍，結果沒跑多遠就被亂槍打死了。張先覺被俘。查明身份後，他被送往三五九旅政治部。共產黨幹部要求他寫信給被圍困在王村鎮裡的一二三旅旅長孫鐵英，勸其投降。張先覺拒絕了——「次年，該旅在五丈原被殲，孫負傷被俘，我和他見面，深悔當時沒有寫信勸降。」
當彭德懷部圍殲整編三十六師時，相距僅二十五公里的整編十七師和整編三十八師不但沒有增援解圍，反而放棄韓城向合陽撤退了。
澄合戰役，西北野戰軍斃傷整編三十六師包括副師長朱俠以下三千餘人，俘虜師參謀長張先覺，南京國防部駐整編三十六師少將高參李秀、少將戰場視察官馬國榮以下官兵六千餘人。
西北野戰軍傷亡兩千三百餘人。
此戰再次證明，即使在兵力不足和戰場條件惡劣的情況下，只要勇於作戰，是可以與強敵周旋到底的。
鍾松再次從戰場逃亡。
而在壺梯山戰鬥最緊張的時候，告訴鍾松「如果我放棄陣地違犯軍法，那麼你也要連坐」的二十八旅旅長李規，最終自己應驗了對別人的威脅。他從戰場逃脫後，八月二十四日，奉命到大荔縣中學開會，一進縣城就覺得氣氛不對，城內佈滿荷槍實彈的軍警，原來熱鬧的大街上空無一人。走到大荔中學門口，看見門前停放著一排汽車，其中的一輛囚車特別顯眼。有人告訴他，胡宗南帶著參謀長、副參謀長、參謀處長、副官處長、情報科長和執法隊已經到了，腳鐐、手銬等刑具以及行刑人員也都帶來了。大荔是裴昌會的第五兵團兵團部所在地，胡宗南打算在此召開渭北各師旅以上部隊長會議，檢討壺梯山戰役失敗的原因。李規後來回憶說：「事先準備好了圈套，美其名曰檢討會，實際是對我們進行軍法會審，我當時還在夢中。」
會議一開始，胡宗南就指名讓李規首先匯報。李規對作戰進行檢討的時候，把大多責任歸結於鍾松的指揮：一、戰役發生前，我軍對共軍大部隊的動向不明，以為當面不過是共軍的少數地方武裝，因而對敵情重視不夠；二、沒有派出兵力佔領介牌山，僅按師部的指示在壺梯山部署了兵力，右翼無依托，左翼的八十四團二營距離壺梯山十多公里，空隙很大，以致戰鬥一開始二營就被消滅，共軍大部隊依靠介牌山居高臨下攻擊壺梯山。壺梯山守備部隊既沒有左右支援，也沒有炮火支持，官兵傷亡很大，導致陣地失守；三、八十三、八十四團殘部撤退時，師裡沒有規定序列撤退路線，導致全師擠在一條路上發生混亂，這是造成中途潰敗的主要原因。李規匯報完畢，胡宗南臉色陰沉了一會兒，突然，他拍著桌子大聲說：「第二十八旅旅長李規，圖謀不軌，既不固守壺梯山的主陣地，又不聽從命令解劉家凹之圍，擅自將部隊撤離主陣地達二十餘里。在該師前線戰鬥緊急的情況下，不派部隊增援出擊，以致該師遭受重大損失影響整個戰局。這些事實，絕對不能令人容忍，著即將李規逮捕交軍法會審。」話音未落，武裝執法士兵就把李規架了出去，將他關押在會議室旁邊的一間教室裡。
之後匯報的是守備壺梯山的二十八旅八十二團團長董文軒。董團長說他的工事全都被猛烈的炮火摧毀，官兵傷亡殆盡，當預備隊上來時，陣地已經被突破，他戰鬥到最後一刻才衝了出來。話音未落，他和李規一樣被執法士兵架了出去，與李規關押在同一間教室裡。
接著就輪到鍾鬆了。西安綏靖公署副參謀長沈策嚴厲指責整編三十六師對全力加強壺梯山陣地的命令置若罔聞，當二十八旅聞風逃竄後，師主力不但不及時恢復陣地堅守待援，反而放棄陣地逃跑以致損失巨大。沈策的話被憤怒的鍾松打斷了，鍾松認為責任是大本營的：
壺梯山戰役失敗的主要原因，是由於大本營對情況判斷錯誤。當整三十八師在合陽喊叫共軍的主力在他們的當面時，我們當面早已發現了很多共軍，而大本營硬說根據情況判斷共軍主力在第九十師、三十八師的當面，整第三十六師當面只是少數牽制部隊，於是三令五申地要整第三十六師主力集結馮原鎮以東，準備策應整第九十師、整第三十八師作戰。其實共軍聲東擊西，以少數兵力把整第九十、三十八兩師吸引到合陽地區，而以大兵團秘密運動到整三十六師方面。所以當壺梯山戰鬥一開始，就遭到數倍於我的共軍攻擊，此時主力又被截成數段，除分別突圍外，只有全軍覆沒。可是大本營把失敗的責任推到第一線指揮官身上，如何令人心服！
胡宗南幾次企圖阻止鍾松說下去，但是鍾松彷彿豁出去了。最後，忍無可忍的胡宗南拍案而起：「你鍾松能幹，我胡宗南不好，但是我就不要你幹！」
胡宗南的臉氣青了，當場下令：「第三十六師師長鍾松撤職關押，師長由整第七十六師師長李日基充任，第七十六師師長由謝義峰升任。」鍾松仍不服，經大家勸阻，才沒有再說。胡宗南氣得回到休息室，把桌子一推，全部茶具摔壞了，會也不開了。大家都三五成群地坐在樹蔭下抽悶煙。還是第五兵團司令官裴昌會提議，找幾個人去勸說勸說，可是胡宗南基本部隊的將領都不敢去，只好叫了幾個非嫡系將領去求情，並向胡宗南保證以後要絕對服從命令打好仗，同時整編第三十八師把情況擴大的責任推到參謀長慕中岳身上，算是認了錯，這才重新開會。
後來李規才知道，胡宗南原準備將他在大荔就地槍決，只是經過將領們的斡旋才改為押解到西安會審。不久，李規在中共和民革地下組織的營救下成功越獄——他「奔赴延安，走上了革命道路」。
澄合戰役後，胡宗南採取了寬正面大縱深的防禦態勢。
同時，西北戰場的國民黨軍整編師、旅恢復了軍、師的番號。
九月底，彭德懷決定發起新的戰役。這一次，他選定的目標是第十七軍和第三十八軍。當時，第十七、三十八軍和第三十六軍殘部，位於大荔周邊地區，以城鎮和村落為依托，防禦正面寬二十公里，縱深達到三十公里，各據點之間均有較大的空隙。如果攻擊這一地域，可能增援的是距離最近的第七十六、第九十軍。
十月五日拂曉，彭德懷部各縱隊突然對第十七軍據守的各個據點展開全線攻擊。一縱三五八旅七一四團直逼第十七軍軍部，途中殲滅了正在撤退的四十八師的三百多人，俘虜了師長萬又麟。同時，二縱、四縱也切斷了第十七軍與第三十八軍之間的聯繫。
第十七軍軍長康莊因病在後方治療，部隊由副軍長兼十二師師長陳子干指揮。此時，他已經與四十八師失去了聯繫，正感到有點莫名其妙的時候，突然主陣地受到猛烈攻擊。陳子干親自到前線觀察，發現左右兩翼都有彭德懷部的大部隊運動，他這才證實了四十八師被殲的預感，也知道了攻擊他的是西北野戰軍二縱。
晚上，裴昌會說第三十八軍已來增援，但是夜間難以靠攏。於是，陳子干決定趁共軍的合圍圈還沒有完全形成，立即突圍。三十六師已經撤不回來了，三十四師也被打垮了，軍部直接暴露在攻擊之下，光靠軍直屬隊是頂不住的。陳子干命令部隊突圍時不准開槍，遇到阻擊時用刺刀打開突破口，他想悄悄地脫離戰場。但是，先頭部隊很快就被打回來了，於是改由十二師警衛連開路，繞道沿著洛河摸索前進。當陳子干終於跑出包圍圈，與第三十八軍取得聯繫時，已經是六日上午十時了。他用電報命令三十六師自行突圍後，就和這個師再也聯繫不上了——深陷包圍的三十六師戰鬥到六日拂曉的時候傷亡巨大，被迫突圍後，僥倖渡過洛河的只有一個營長帶領的兩百多人，師長張澤民跑進一座小廟休息時被游擊隊俘虜。
彭德懷接著將攻擊的矛頭指向了第三十八軍。
第三十八軍奉命增援第十七軍，但是，六日拂曉其前鋒五十五師報告說，前面的第十七軍正在向後潰退，連五十五師都已經與共軍接戰了。軍部立即命令各部收縮兵力，轉移到工事比較堅固的東漢村，那裡是一七七師五三團的防地。但是，軍部剛轉移到那裡，就發現東漢村附近有共軍的大部隊在移動。晚上，戰事好像緩和了一些。七日凌晨，偵察員報告說，通往大荔的公路已被切斷；接著，通信連報告說，軍部與兵團指揮部的電話有被共軍竊聽的痕跡。於是，軍部自行切斷電話線，中斷了他們與兵團指揮部的聯繫。上午十時，東漢村受到猛烈攻擊。從西漢村增援的一七七師受到阻擊而不能到達。不久，東漢村守備陣地開始動搖。軍部命令預備隊出擊，但依舊無法衝破包圍；軍部請求兵團增援，但始終沒有得到答覆。下午十五時，兵團司令官裴昌會終於來了電報，說兵團司令部正向洛河西岸轉移，命令第三十八軍固守現有陣地，並說第十七軍現歸第三十八軍指揮。第三十八軍好容易找到第十七軍參謀長宋志堅，宋參謀長說他身邊已經沒有部隊了。
八日下午十五時，第三十八軍軍部再次轉移，在警衛營的掩護下趁夜色奔向洛河橋。九日拂曉，在洛河橋附近遇到了第一軍一六七師的部隊，剛覺得安全了一些，可一六七師一看見第三十八軍潰敗下來的部隊，立即向後撤得不見了蹤影。軍部只好自己在洛河邊上收容散兵，經過清查，共損失官兵四千多人。
第三十八軍副軍長李振西在戰鬥前偷偷回了西安。戰鬥一開始，他就被胡宗南在家裡找到了，胡宗南命令他立即返回前線。他出了西安，看見了一片混亂的景象，這種景象令他感到西北戰局已經今非昔比：
我在途中遇到第九十軍、三十八軍的眷屬，紛紛向後跑。據說前方打得很厲害，部隊已經垮下來，當時槍炮聲還很激烈，潰兵亂竄，情況已經不允許我繼續前進。只好沿著洛河西岸，準備到大荔第五兵團部聯絡一下再看。可是當我下午四時左右至羌白附近時，第五兵團部已由大荔逃出，正在那裡架設電台，同前方聯絡。據說第九十軍、第三十八軍情況不明，第一軍增加上去，也沒有消息。第三十六軍只在大荔城內留一個師暫時維持秩序，主力已經撤過洛河。當時我看他們慌成一團，有繼續西逃的樣子，便又折回，準備隨第一軍找尋部隊。黃昏後，我到船捨鎮洛河橋頭時，滿河灘都是潰兵，也分不出是哪一軍哪一師，對岸槍聲打成一片。我只好棄車，擠在潰兵伙裡一同向西逃跑。直跑到七日早飯時，在蒲城龍陽鎮附近，先後碰到了第九十軍軍長陳子干、第三十八軍軍長姚國俊、第五十五師師長曹維漢、第一七七師副師長張玉亭，才知道十月五日夜十二時左右，駐永豐陣地第九十軍的一個團突然被解放軍包圍，軍與師、師與團之間的對話中斷。第五兵團司令官叫第三十八軍駐胭脂山上的第五十五師就近派一個團去解圍，第五十五師第一六五團剛到永豐鎮南塬塬邊，就被潛伏的解放軍猛襲，立即潰敗下來。第九十軍軍長陳子干聽說後路被截斷，趕忙向鐵鐮山上撤退。第三十八軍第五十五師受第九十軍影響，也退到鐵鐮山打虎寨附近。天明時東西漢村的第一七七師又被包圍。第三十八軍軍長姚國俊，聽說第五十五師撤退了，第一七七師被包圍了，也跑到鐵鐮山……這時兩個軍部、四個師，都擠到鐵鐮山上，汽車、大車、炮車塞住了道路，當面解放軍跟蹤追擊，永豐的解放軍從中間橫插進來，一時亂成一團，根本無法形成有組織的抵抗。空軍雖然長時間盤旋上空，但是敵我不分，無法發揮它的作用。七日晚十點左右，我們先後跑過了洛河，直到第二天才在蒲城、渭南一帶收住腳，有的還跑到了富平。第三十八軍的第一七七師，自六日早突然被解放軍包圍後，各方聯絡中斷，孤軍困守，經過一天激戰，傷亡過重，無法繼續抵抗。黃昏前後，開始突圍。在突圍中，第五三團全團被殲，團長王力行、營長鄒建舫被俘……當日上午增援上去的第一軍，由於第九十軍、第三十八軍均已潰退，也被迫沿洛河東岸退到大荔附近改取守勢，七日早也全部撤過洛河。由於當時解放軍沒有窮追，我們才在渭南、蒲城地區站住了腳。總計是役第三十八軍傷亡被俘一萬多人，第九十軍六千多人，第三十六軍一千多人，共計一萬七千多人。
第三十八軍的重武器幾乎全部落在二縱手裡。
追擊的時候，傷癒歸隊的王震又與他的大個子警衛員頂撞起來。當他在指揮所裡得知七一七團攻下守軍陣地後沒有及時組織追擊時，大發雷霆，高喊：「快傳達我的命令，讓他們迅速追擊敵人！」傳達命令的人剛走，第三十六軍被衝垮的消息傳來。王震看見敵人逃跑，但沒有部隊追擊，急得直上火，剛好警衛員吳憲軍在地上擺好了飯菜等他吃，王震一腳把飯菜踢了：「敵人都跑了，還吃他娘個鬼！你趕快給我去三五九旅告訴徐國賢，叫他們馬上追擊，追到天邊也要把敵人給我消滅！」吳憲軍告誡王震不能離開這裡，要特別小心流彈，然後轉身跑了。回來的時候，吳憲軍發現王震不見了。他一直追到了十二團，看見一個戰士正拉著王震不讓他往前衝，子彈亂飛，炮彈四處爆炸，吳憲軍飛身撲向王震，王震掄起手裡的爬山棍朝吳憲軍打去，吳憲軍抓住棍子抱住王震，兩人便廝打在一起。王震喊：「你敢打人！你違反紀律，要是放跑了敵人，我槍斃你！」身高力大的吳憲軍把王震按在地上喊：「你別叫，今天是你的錯，你要槍斃我，也得等打完仗！」追擊的二縱官兵從他們身邊跑過去，官兵們對眼前的情景已經習以為常，只是議論說「司令員和大個子又打起來了」。
十二日拂曉，彭德懷集中全部主力攻擊第六十五軍。上午十時左右，一縱、三縱、六縱先後攻至東西漢村，將第六十五軍一八七師包圍，二縱將一六師包圍在大濠營村。在西北野戰軍主力的攻擊下，第六十五軍開始向南撤退。戰至下午十六時，三縱殲滅一八七師五六團全部和五六一團的兩個營。黃昏時分，胡宗南的增援部隊突破西北野戰軍的阻擊防線，與一六師會合。十三日，更多的增援部隊趕到了戰場。已經無力決戰的彭德懷命令停止攻擊撤出戰鬥。
荔北戰役，西北野戰軍殲敵兩萬五千餘人，傷亡九千六百餘人。
壺梯山戰鬥之前，王震到先頭部隊檢查戰役準備情況，當發現連隊準備的午飯是玉米棒子時，他對司務長說：「一定得讓同志們吃上頓肉。這是個硬仗，衝在前面的同志，不知有幾個能回來。」他讓大個子警衛員吳憲軍把隨身攜帶的銀元拿出來，讓司務長去弄肉。等司務長回來了，他親自動手收拾肉，然後一鍋一鍋地炒，直到親眼看見每位官兵都吃到肉為止。大個子警衛員吳憲軍目睹過包括他的司令員在內的太多的流血犧牲，還是孩子的他並不十分清楚他們所進行的出生入死的戰鬥對全國戰場的影響有多大，他的心中只有司令員的安危，因為這是他的戰鬥崗位，為此，年僅十八歲的他隨時準備獻出自己的生命。
山東孩子吳憲軍並不知道，此時此刻，在他的老家山東，正在進行一場規模更大的城市攻堅戰。這次攻堅戰，因為揭開了共產黨領導的軍隊與國民黨軍大決戰的序幕而被載入了中國革命史冊。