這次對陝甘根據地發動進攻，主要是中央紅軍到達陝北的緣故，老蔣在極為不安的情況下，總共動用了5個師的兵力。並以五十七軍董英斌部四個師在西部自慶陽合水出動，並沿葫蘆河經太白鎮東進，以王以哲部一個師為東路在洛川前出，經洋泉鎮沿葫蘆河西進，企圖東西對進，圍殲紅軍於葫蘆河、洛河之間地區。

其實敵軍並不知道紅軍的真時兵力，為了粉碎敵人的進攻，主席大膽制定了，集中兵力向南作戰。並置東線王一哲部於不顧，全力對西線冒進的109師、106師已於圍殲的作戰計劃。由於區域性歷史已經發生變化，紅軍按照原有的歷史，兵力整整多了三倍。

十一月中旬，第109師在師長牛元峰率領下，在敵機的配合下，由葫蘆河西側快速的向直羅鎮推進。戰鬥首先在直羅鎮西部爆發，按照計劃紅五軍團一部，實施節節阻擊，延緩敵軍的推進速度，並逐漸將敵109師誘入直羅鎮，進入紅軍的預設戰場之內。接著紅一軍團、紅二軍團主力在彭德懷指揮下，於子夜發動了全線攻擊。

紅一軍團兵力展開後於北部、西側首先搶佔了直羅鎮北山，切斷敵軍退路。紅二軍團分別由西南、正南、東南三個方向實施包抄，並進攻直羅鎮南山和東南方向，防止敵軍東逃。戰鬥打響後。紅五軍團主力，在東部的侯家莊一帶，對西援的117師王以哲部實施阻擊作戰。

與此同時，曾擔任過阻擊109師任務的第五軍團一部，在直羅鎮圍殲戰打響後，又反身對火速跟進的106師實施阻擊，而**率領的紅三軍團、紅四軍團，分別在張家灣地區兩翼伺機展開，同時瞄上了106師，一場圍殲作戰，又要拉開序幕。

戰之當天午時，直羅鎮戰鬥已經沒有任何懸念，敵軍沒有想到紅軍部隊居然有大量迫擊炮，而且炮火十分猛烈，關鍵是紅軍的彈藥十分充足。在幾輪轟炸中，敵軍的防線便潰不成軍。戰之午時，109師指揮部遭到迫擊炮覆蓋，師長牛元峰及屬下將官大部分被炸死。群龍無首，殘餘的敵軍很快投降了。

此時，主席的指揮所就設在直羅鎮的南山上，戰鬥最激烈的時候，他站在高處手裡拿著望遠鏡，細心的觀察戰場情況。“真沒想到，迫擊炮在近距離作戰能發揮如此功效，部隊攻堅傷亡將大大減少。”周恩來興奮說。朱德接說：“聽說這些迫擊炮都是山西軍工廠生產的，威力如此猛烈真是不可想象，我們預計傍晚能結束戰鬥，現在已經進入尾聲了。”

這時一名作戰參謀上前說：“主席，彭軍團長要求，讓紅一軍團撤出大部分兵力，投入對106師作戰。”主席放下望遠鏡望了恩來和朱德一眼果斷說：“兵貴神速，告訴指戰員，發揚我軍連續作戰精神，決不讓106師跑掉。”

敵106師在紅五軍團的節節阻擊下，好不容易前進到距離直羅鎮還有20裡地，可是他們獲得了109師被全殲的訊息。該師長大驚之下立即選擇撤退，後面跟進的108師聞訊後比兔子跑得壞快，率先向後面撤退了。

機會來了，**率領在張家灣兩側伺機的紅三軍團、紅四軍團，分南、北兩個方向包抄過來，在張家灣鎮，紅三軍團一部搶先攻佔，切斷了106師的退路，接著紅三軍團由西、北兩個方向，紅四軍團由正南方向實施包抄。擔任阻擊的第五軍團一部匯合紅一軍團增援上來的主力，由東側，把106師團團的包圍在張家灣鎮和直羅鎮之間的積水侍。

此時位於太白鎮的五十七軍指揮部，軍長董英斌聞訊大急，他火速命令撤退的108師回身救援106師，可是在太白鎮遭到紅三軍團一部的有力阻擊。本身108師就是驚弓之鳥，進攻幾次無果，便停止不前，坦率說也不可能玩命救援。

次日臨晨戰鬥打響，四面八方開始了全線總攻。本身積水侍就無險可守，再加上軍無鬥志，戰鬥進行到中午，106師大部被殲，該師長在毫無希望的情況下，這好選擇放下武器投降。在張家灣鎮受阻的108師聞訊106師全軍覆沒，便倉皇而逃。在張家灣鎮擔任阻擊的紅軍部隊，趁機追擊，在追擊過程中，居然消滅了敵軍一個營。

直羅鎮大捷，事後經過統計，消滅敵人兩個師又一個營，共13000餘人，擊斃109師師長，俘虜106師長的偉大勝利，同時也粉碎了第三次圍剿。直羅鎮戰役結束後，五十七軍軍長董宜斌率領111師、108師在太白鎮倉皇南逃。而117師王以哲部也迅速由富縣撤往洛川，精心策劃的第三次重兵圍剿，以失敗而告終。

戰後為了顧全大局，為了團結廣大東北軍官兵一致對外，儘快