(一)延安以南阻击战，军民撤离延安
　　3月13日，伴随着国民党空军25架飞机对延安的狂轰滥炸，胡宗南的陆军从固临、富县分左右两路大举向北进攻。董钊指挥的固临右路军遭到了解放军教导旅和警三旅第七团等组成的防御兵团的顽强阻击，刘戡指挥的富县左路军被西野第一纵队和新四旅阻击在咸榆公路的大、小劳山地区。从此，延安自卫战争全面展开。两军激战3天，胡军只突破了延安的第一道防线，打破了胡宗南“3天内占领延安”的狂言。西北野战军顽强地坚守在第三道防线上，掩护中央和延安各机关以及团体、学校等安全转移，并帮助群众坚壁清野，疏散牛羊等。至3月18日，沿金(盆湾)延(安)公路进攻的胡军右路兵团仍未靠近延安市区，只推进到宝塔山以南地区，沿咸榆公路进攻的胡军左路兵团也只刚刚越过大、小劳山。这时，中共中央及延安各机关、学校、团体已安全转移，市民已疏散完毕。当日傍晚，毛泽东、周恩来等中共中央领导人才从容地撤离延安，向延川与清涧方向转移。3月19日上午，延安防御兵团血战7天，在取得以伤亡691人的代价换得歼灭(毙、伤、俘)胡军5200余人的战果后，向延安东北撤离，给胡宗南部队留下一座空城。
　　在撤离延安前，毛泽东曾自信地对保卫延安的部队领导干部说，请告诉大家，少则一年，多则两年，我们还要回到延安来的，我们拿一个延安城换一个全中国。
　　(二)中共中央坚守边区
　　中共中央机关和西北野战军撤离延安后，就开始了闻名于世的陕北转战；同时，疏散在边区各地的各级政府职能部门和边区群众也就挑起了掩护、帮助、支援以及参加转战的重担。3月20日，转移到延安县东北梁村的西北野战军司令员彭德怀正式组建了野战军的指挥机关，由张文舟任司令部参谋长，王政柱为副参谋长，徐立清任政治部主任，边区政府副主席刘景范任后勤司令。从此，以彭德怀为首的西野指挥机关就开始统一指挥整个边区范围以内的军队、民兵、地方工作人员以及一般群众开展粉碎胡宗南军进攻的自卫战争。
　　但是，这时对于中共中央机关和中共主要领导人是否留在陕北以及如何工作的问题尚未作出正式决定。这是关系到全国革命大局的关键问题。3月26日，毛、朱、刘、周、任等在子长县的任家山就上述问题进行了长时间的讨论，对中央留在陕北的问题取得了一致的意见，即中央应留在陕甘宁边区。3月29日，中共中央在陕北清涧县枣林沟村召开会议，讨论中央书记处的工作分工问题。会议决定，成立中央前敌委员会(简称中央前委)，由中央书记处的3位书记毛泽东、周恩来、任弼时率领，继续留在陕甘宁边区，代表中央指挥全国的解放战争；成立中央工作委员会(简称中共工委)，由中央书记处的另两位书记刘少奇、朱德率领，刘少奇为中央工委书记，朱德为副书记，董必武、彭真、康生、陈伯达为常委，伍云甫为秘书长。会议前一天，中央还成立了后方委员会，以叶剑英为书记，杨尚昆为副书记和后方支队司令，转移到晋绥解放区，负责中央机关的后方保障工作。3月31日，胡军占领清涧县城。当日上午，毛泽东向中央机关和总部工作人员宣布了中央划分为前委、工委和后委的决定，并与大家商定了前委和总部主要领导成员的代号：中共中央(即前委)——亚洲部，毛泽东——李德胜，周恩来——胡必成，任弼时——史林。下午，中央领导人毛、朱、刘、任等乘汽车离开枣林沟向北到绥德田庄。在这里，刘少奇、朱德等与毛泽东、任弼时等告别后，继续乘汽车前往河东华北；毛泽东、任弼时、陆定一等则骑马向西行进，以毛泽东为首的中央前委从此成了“马背中央”。
　　以毛泽东为首的中央和解放军总部留在陕北指导全国的解放战争，可以以少量的兵力吸引和歼灭胡军的大量主力部队，有利于支援其它战场，首先是晋冀鲁豫战场解放军的作战，并可鼓舞全国各解放区军民的战斗意志和胜利信心。这一决定，对于扭转西北战局也具有特殊重要意义。它使陕甘宁边区军民有了最可靠的主心骨，直接鼓舞了全边区军民的战斗意志和胜利信心。
　　(三)青化砭、羊马河、蟠龙战役的胜利
　　青化砭、羊马河、蟠龙战役，是西北野战兵团正式成立后，在延安东北地区连续进行的三次歼灭战。三战三捷，历经50天，共歼敌1.4万余人，狠狠地打击了胡宗南集团的嚣张气焰，稳定了西北战局，增强了陕甘宁边区军民胜利的信心，为粉碎敌人对陕北的重点进攻奠定了基础。
　　1.青化砭伏击战
　　我军主动撤出延安后，判断胡宗南集团必将仗恃其兵力优势，急于寻找我军决战，故利用敌人作战企图和骄横急燥的心理，决心将计就计，诱敌就范。遂以第一纵队一部与敌保持接触，并作掩护主力撤退之势，诱敌主力向延安西北的安塞方向追进，而我军主力，则秘密向延安东北的甘谷驿、青化砭、蟠龙地区转移，待机歼敌。
　　敌军为我第一纵队一部兵力的积极佯攻所迷惑，误认为我军主力向安塞方向撤退，即以整编第一军的5个旅向安塞扑去；同时令其第三十一旅部带一个团由拐峁前出青化砭，保障其主力翼侧安全。我军在侦悉敌第31旅将前出青化砭的情报后，决心集中5个旅，以伏击手段，在青化砭以南地区歼灭该敌。具体部署是：第一纵队(欠独一旅)由梁村地区进入阎家沟至林坪公路以西地区，主力配置在小寺沟以西高地，待我第二纵队切断敌人退路后，由西南向东猛烈攻击；第二纵队及教导旅，由阎罗寺、胡家河进至青化砭至房家桥公路以东地区，主力配置在寨子沟、窑子沟高地，待敌后卫通过房家桥，首先断敌退路，阻敌增援，然后以3个旅由东向西猛烈攻击；新编第四旅由常家塔进至青化砭东北的赵家沟以南高地隐蔽，待第二纵队及教导旅打响后，即向青化砭猛烈攻击；独一旅为野战军预备队，位于郭家庄地区，监视安塞方向敌军行动，保障我军主力翼侧的安全。各部于3月24日拂晓前进入指定设伏区。25日，敌第三十一旅(欠九十一团)由拐峁出动北犯。10时，先头部队进至青化砭附近，后卫已过房家桥，完全进入我伏击圈内。我军按预定部署，拦头、断尾，东西夹击，以排山倒海之势冲向敌阵，经1小时40分钟激战，将该敌2900余人全部消灭，敌旅长李纪云也被活捉，我军初战告捷。
　　2.羊马河伏击战
　　青化砭战后，我军料定敌人主力必掉头东进，围追我军。为达到使敌人十分疲劳、极度缺粮，然后寻机歼灭的目的，遂以部分兵力吸引疲惫敌人向东，而我军主力却于3月底转移到蟠龙西北地区休整，隐蔽待机。
　　敌第三十一旅被歼，始知我军主力在延安东北地区，立令整编第一军5个旅与整编第二十九军，分别经甘谷驿、青化砭向延川及其以北地区进犯，追寻我军。敌26日占延长，29日占延川，31日占清涧，4月3日占瓦窑堡。但敌人进犯屡屡扑空，兵疲粮罄，加之我太岳兵团在晋南开展攻势，连克五城，并有西渡黄河之势，使胡宗南集团处于进退两难的境地。遂以第一三五旅守备瓦窑堡，主力于4月6日南下蟠龙、青化砭地区补给，视情况行动。
　　我军发现北进之敌有抽兵南下援晋的意图后，为了拖住敌人，策应太岳兵团作战，决定打击经永坪南下之敌整编第二十九军。但由于该敌迅速占领了阵地，而我军部署尚未就绪，所以在给敌以杀伤后，撤出战斗，主力转至蟠龙、瓦窑堡大道两侧地区待机歼敌。
　　永坪一仗，敌发现我主力尚未远离，在补给中又得知我主力在榆树峁子、李家川地区，即以整编第一军、第二十九军8个旅，向蟠龙、青化砭地区进犯，兜围我军；同时令其驻清涧的整编第七十六师第七十二团接替瓦窑堡防务，调第一三五旅南下配合作战，截断我军向东北的退路。
　　4月11日，我军在准备迎击敌军进犯中，获悉敌第七十二团接替瓦窑堡防务，判断敌第一三五旅可能南下，决心牵制敌军主力于瓦窑堡、蟠龙大道以西地区，相机歼敌第一三五旅。作战部署是：以第一纵队(欠独一旅第三十五团)坚决阻击敌整编第一军、第二十九军，迟滞其前进，吸引敌军主力向西；我军主力则配置在黑山寺、阎家沟、新庄沟地区，待敌第一三五旅南下时，在运动中将其歼灭。
　　4月12日，敌军主力8个旅，开始向榆树峁子、新庄沟方向进犯。13日，我第一纵队将敌阻滞于李家岔、上白家坪、宋家沟、新庄沟以南地区。我阻击部队的积极行动，使敌认为我军主力在瓦窑堡、蟠龙大道以西地区。敌整编第一军5个旅向三皇峁、南家湾方向进攻；整编第二十九军也由新庄沟转而向西进攻，并急令第一三五旅迅速南下，向其右翼靠拢。
　　4月14日8时，敌第一三五旅分两路沿瓦窑堡、蟠龙大道两侧高地南下，第四零四团居右，第四零五团居左，逐山跃进，以防被歼。9时许，敌先头部队进至三郎岔、李家嘀哨，遭我新四旅顽强堵击，前进道路被封闭。我第二纵队及教导旅、新四旅迅速将该敌包围于羊马河以北的三郎岔附近地区，阻援部队也阻止了敌军主力的东援。经过几个小时激战，将该旅4700余人全部歼灭。第一三五旅代旅长麦宗禹及其团长成耀煌、陈简均被活捉。
　　3.蟠龙攻坚战
　　羊马河战后，敌发现我主力在瓦窑堡以南地区，西进之敌整编第一军、第二十九军，急忙掉头东进。此时，我军主力已秘密转移到瓦窑堡西北和瓦窑堡至清涧大道以南地区，休整待机。敌不明我军去向，翻山越岭，盲目追寻，一连数日，兵疲粮尽，不得不于4月7日南返蟠龙补给。敌人在补给中，蒋介石得到了“中共中央及共军主力已开始东渡黄河”的情报，当即令胡宗南主力9个旅，迅速北进，并令榆林邓宝珊部南下配合，企图南北夹击，一举围歼我军于葭县、吴堡地区，或逼我军东渡黄河。4月26日，敌人留第一六七旅及地方保安团队约7000人守备蟠龙，主力向绥德方向急速开进。
　　我军在察明敌人企图及动向后，决定因势利导，乘敌主力北上绥德，回援不及，攻歼蟠龙守敌。蟠龙是胡宗南集团的前进补给基地，守敌以蟠龙镇为中心，利用周围高地构筑了较坚固的防御工事，但敌主力北上绥德后，蟠龙即成为孤弱的据点。作战部署是：以三五九旅一部并抽调各旅一个排，配合绥德分区及由晋绥渡河的独五旅，伪装成主力，节节抗击，积极诱敌主力北上绥德并将其拖住；以三五九旅主力位于永坪东北地区，准备阻敌主力回援，并阻击由清涧出援之敌，另以一部兵力组成南进支队，破袭延安以南公路，牵制敌军；教导旅进至青化砭以北地区，准备阻击青化砭方向来援之敌；第一纵队从蟠龙西北面进行攻击，第二纵队从蟠龙东南面进行攻击，新编第四旅从蟠龙东北及北面进行攻击。4月30日，我军完成了对蟠龙守敌四面合围的攻击部署。
　　5月2日，敌主力9个旅已进至绥德，我军当晚即对蟠龙守敌发起攻击，至4日6时，敌在蟠龙东山的集玉峁主阵地被我军攻占，致使敌人整个防御趋于瓦解。我军居高临下，乘胜向蟠龙街区进攻，至24时，蟠龙守敌第一六七旅等部6700余人，全部被歼。
　　5月4日，胡宗南得悉我军围攻蟠龙，始知上当，急令驻拐峁之第48旅一个团和驻青化砭之第八十四旅第二五一团驰援蟠龙，该敌于4日晚被我教导旅阻于青化砭以北地区。5日该敌又绕道进至青化砭东北的平步塔，得悉蟠龙已被攻克，当晚冒雨南逃。与此同时，胡宗南急令北上绥德之主力回援，整编第一军、第二十九军在飞机空投给养接应下快速回援，但尚需5日行程，及至9日赶到蟠龙时，我军早已转至安塞地区休整。
　　(四)出击陇东，收复三边
　　1.出击陇东
　　蟠龙战役后，董钊、刘戡所率胡宗南集团的主力部队疲惫不堪，粮弹十分缺乏，只好全部聚集在延安周围地区休整补充，虽然确知了西北解放军的主力所在，但一时却无可奈何。当时，在安塞真武洞一带休整的西野主力也面临着很大的困难：一是胡军的主力集中在自己的附近，休整后很快会卷土重来，直扑中共中央首脑机关所在地和西野集结地，这就迫使西野部队必须迅速转移。二是西野队伍成倍地扩大，急需物力特别是粮食的补充，靠安塞一地供应难以维系。在这种情况下，在开完真武洞祝捷大会之后，彭德怀和周恩来、陆定一、习仲勋等人开会，研究了西野的行动部署问题，确定了西野部队的行动方针与方案。彭德怀起草的《出击陇东作战命令》体现了会议的精神，命令指出，由于胡宗南军主力集聚一团，西野各个歼灭胡军的战机不易寻找，乃决定出击陇东，歼灭侵入陇东的马步芳、马鸿逵的有生力量，力争收复庆阳、合水，然后相机南下关中或北上三边，以调动胡宗南部队主力，寻机歼敌，并解决粮食和经费问题。
　　由于青海的马步芳和宁夏的马鸿逵不是蒋介石摘系，所以尽管蒋介石在2月28日制定了要求“二马”参加联合进攻边区的计划，但“二马”为保存实力，只将其部队向陇东集结，并未发动大规模的进攻战。直到胡宗南军攻占延安以后，“二马”才利用胡宗南集团与西野主力发生正面冲突之机，于4月8日至11日，先后侵占了庆阳、合水、曲子、环县、悦乐、将台等边区所辖城镇。
　　5月21日，西野主力分左、中、右三路，分别由集结地安塞县的真武洞和龙安镇一带出发，从下寺湾、甘泉之间越梢山，出环县、曲子，向陇东挺进。以第二纵队三五九旅和教导旅组成的左路军，29日首先向合水之敌发起进攻，两天后攻入城内，但因守敌顽抗和庆阳援敌迫近，又撤出战斗。以第一纵队为主的右路军，在陇东分区骑兵团的密切配合下，30日一举攻克将台，全歼守军第八十一师第六十旅的一七九团(缺第一营)，活捉了团长马奠邦。以新四旅和野战军司令部直属部队组成的中路军，于30日攻克悦乐镇(今华池县城)，消灭了骑兵第二旅的第三团，俘其少将副旅长陈应权和上校团长汪韬；31日又乘胜收复了曲子城。
　　这次奔袭，由于各部队兵力分散，各路军之间缺乏有效的配合与协同，因而损失不小，收获不大。6月9日，西野主力改变战术，加强各部间的配合，集中兵力由曲子出动，13日攻克合水城，随即包围环县城。15日集中兵力合攻环县，16日午前攻占。这时彭德怀立即命令王震亲率三五九旅以步兵追骑兵，三五九旅一口气长驱百余里，在洪德城和黑城岔附近将骑兵第八十一师溃兵大部俘获。当西野主力进军曲子、环县时，胡宗南害怕西野主力出西兰公路，于是星夜集结其主力一部于西峰和庆阳一带，由南向北进攻；又从延安抽调其主力一部南援陇东。但到胡宗南部赶来进攻环县时，西野主力却己休整了约半个月。
　　半个多月的陇东激战，取得了很大成果。一方面消灭马步芳步骑两个整团，给了马鸿逵第八十一师以歼灭性的打击，收复了环县、曲子、华池和庆阳、合水以北的陇东广大地区，振奋了陇东人民，打击了“二马”的嚣张气焰；另一方面把胡宗南的部队拖得更疲劳、缺粮，我军却缴获了大量军用物资、粮草和马匹，实现了补充物资、改善西野部队武器装备的任务。
　　2.收复三边
　　陇东战役中，西野打罢将台、悦乐，准备打环县时，胡宗南发现西野主力进到陇东，乃令其主力于6月4、5两日分路从延安地区出发，向延安西北“清剿”，5日进占安塞，一部于7日进抵镰刀湾、李家岔以北，直接威胁到驻在王家湾的中共中央首脑机关的安全。彭德怀、习仲勋为此万分焦急，由习仲勋立即给靠近中央机关的地方部队发电报，要求他们排除万难，确保中央首脑机关的安全。到9日，彭德怀从中央回电中知道中央机关己安全转移到靖边县的天赐湾，胡军主力刘戡部已于同日开进志丹县。这时，彭德怀判断胡宗南企图诱骗西野主力东进，然后与“二马”合围聚歼。在6月中旬收复陇东的北部广大地区后，针对上述情况，彭、习等西野领导人对今后的行动方向进行了认真的研究，认为，为了既保证中央首脑机关的安全，又暂时避免与胡军主力决战，并要有利于继续调动胡军主力“游行”，应北上再打已成惊弓之鸟的马鸿逵部队，收复三边失地。
　　在陇东未受重创的马鸿逵部队，一部分北撤至三边地区，与原驻三边的部队合为一处，企图固守。西野主力于6月24日乘胜由环县北上，向三边挺进，26日顺道收复了位于环县西北的甜水堡。
　　三边分区的盐池、定边是在3月24日被马步芳整编第十八师侵占的。4月8日，整编第十八师之一部又在马步芳部进犯陇东时乘机侵占了安边(今定边县东境)、宁条梁(今靖边县梁镇)等地。陇东战役开始后，驻三边的马鸿逵军虽加紧防范，但却如惊弓之鸟。6月29日，西北野战军向三边发起进攻，所到之处，敌军不战而逃，30日收复定边城和砖井堡，7月2日收复安边，7月7日收复盐池。至此，收复了三边分区全境。