1947年8月6日至9月20日，西北野战军司令员彭德怀遵照党中央的战略部署，率领西北野战军主力在榆林、沙家店地区连续作战，给予胡宗南集团以沉重打击，有力地配合了晋冀鲁豫野战军陈(赓)谢(富治)兵团进军豫陕鄂边的战略行动，为西北野战军转入战略进攻创造了有利条件。
    进攻榆林前，我西北野战军接连取得了陇东、三边战役的胜利，正在宁条梁、张家畔地区休整。7月21日，党中央在靖边县小河村召开前委扩大会议。毛泽东主席和周恩来副主席主持了会议，参加会议的有任弼时、陆定一、杨尚昆、彭德怀、习仲勋、贺龙、陈赓、王震、马明芳、贾拓夫等同志，我也参加了会。会议主要研究和部署我军向全国范围的战略进攻问题，以及在战略进攻中三路大军相互配合的问题。会议根据党中央和毛泽东、周恩来的意见，决定把主力打到外线去，将战争引向国民党统治区，在外线大力歼灭敌人，并作出相应的决议：一、由陈赓率领太岳兵团，向南渡过黄河挺进豫西，开辟豫陕根据地，东向配合晋冀鲁豫野战军在刘伯承、邓小平领导下挺进大别山，西向配合彭德怀、习仲勋的西北野战军，东西机动作战；二、西北野战军北上出击榆林，继续把进攻陕北的胡宗南集团拖住。会议还没有开完，彭总就通知部队由大、小理河向榆林进发。
    7月22日，西北野战军从三边先后东移到子洲县的水地湾、双湖峪等大小理河一线集结。中央军委命令晋绥军区的许光达第三纵队率独二旅、独五旅由葭县(今佳县)以北西渡黄河，拨归西北野战军建制。这样我军参加榆林战役的部队共有8个旅，并指挥绥德分区警备四团、警备六团。由于榆林地区运粮非常困难，野司决定各部队都要轻装，每人携带4至6天的粮食，后方再继续筹集粮食供给。8月初，我第一纵队并指挥绥德分区第四、第六团经由武家坡，北渡无定河。向榆林攻击前进。兄弟部队也同时攻击。在两天之内就扫除了榆林守敌设在东起神木高家堡，西到横山响水堡，长达200余里防线上的大部分外围据点。8月6日上午9时，我第一纵队在第二纵队协同下攻占三岔湾，全歼敌新十一旅二团和第二十八旅八十二团二营和团属卫生队。7日，我们乘胜攻占城南高地和飞机场，并包围城西南部；第二纵队绕到城东，包围了城北和城西北部；新四旅包围城东南部，第三纵队推进到城东，我军完成了对榆林的包围。
    榆林地处长城线上，是联结绥远与陕西的关津要隘。国民党驻守的邓宝珊部第二十二军，与胡宗南集团、马鸿逵集团形成犄角之势，是国民党军设在晋绥边境的一个重要据点，起着对我军战略牵制的作用。榆林城西、北两面为广阔的沙漠，东、南两面是丘陕沟壑。远望榆林好象城垣很低矮，容易攀登，其实是城墙外堆积很高的沙丘，沙上既不易构筑工事，也不易运动。城墙坚厚，城外又有凌霄塔、观井滩、无量殿等坚固据点，构成火力网，易守难攻。10日，我军开始攻城，第一纵队三五八旅七一五团打开了小西门，第三营九连迅速登上城墙。但是因为突出队的指挥员未到前面指挥，使第二梯队和第一梯队失掉联络，未能跟着进城。九连在城上孤军作战连续打退敌人三次反冲击，坚持到第二天拂晓，只得退出城外。其他部队攻城北门和东门，用强攻和爆破都没有成功。
    蒋介石得知我军围攻榆林，十分惊慌。他急令胡宗南以10个半旅6.3万多兵力，分路北进，并以钟松的整编三十六师组成援榆“快速兵团”，沿长城外沙漠地区星夜驰援。
    我军得到胡宗南部北进的情报，估计敌人沿咸榆公路经响水堡、归德堡北上的可能性较大，准备在归德堡地区打援。11日夜里，部队再次攻榆林城，因为仓促准备爆破，药量不够，没有成功。此时，敌第三十六师5个团，避开了我军阻援部队，11日晚间逼近榆林。野司认为，我军诱敌北上，配合陈谢兵团准备南渡黄河挺进豫西的目的已经达到，遂于12日主动撤出榆林战斗。命令第二纵队向长乐堡移动，继续诱敌北进，其他部队在12日向榆林东南方向隐蔽集结，待机歼敌。第一纵队转移到归德堡以东的万家寺一线山区集结。
    西北野战军在沙家店西北、榆林东南集结，西、北两面都是沙漠，东侧为黄河，地区狭小，没有回旋余地，粮食补给尤其困难。野司为了保障后方机关安全并迷惑敌人，决定以一个小部队掩护中共中央西北局机关和后方医院等单位，迅速东渡黄河。果然，敌人根据空中和地面侦察，误认为我军主力正在东渡黄河。胡宗南欣喜若狂，下令“迅速追击，勿失此千载良机”。钟松率第三十六师在13日进入榆林城以后，第二天即掉头南下。这家伙自恃“援榆有功”，骄横异常，叫嚣要“一战结束陕北战事”。刘戡率整编第二十九军和整编第一军九个师由绥德向葭县北进，妄图和钟松夹击我军于葭县西北地区。
    形势非常严重，我军背靠沙漠，侧水侧敌，党中央机关处在葭县乌龙铺以东的曹家庄，野司派第三纵队接应中央机关，转移到葭县以北的安全地带。部队缺少粮食，有一段吃黑豆、糠秕，甚至宰杀驮运行李的骡马充饥。全体指战员不顾饥饿、疲困和艰险，为了保卫党中央和毛主席，始终保持着高昂的斗志。
    8月17日，刘戡部继续向葭县逼进。而头脑发昏的钟松竟远离主力孤军冒进，他以整编第一二三旅附第一六五旅的四九三团为前梯队，从镇川堡向沙家店以东的乌龙铺前进，师部和第一六五旅为后梯队，向沙家店和其以东前进。野司注意到敌三十六师孤军冒进，并拉成一字长蛇阵，决心抓住这个极好的战机，在沙家店地区伏击歼灭该师。
    我第一纵队集结在高柏山、老虎圪塔地区，任务是协同第二纵队在沙家店地区围歼敌军后梯队。第二纵队由北向南进攻，我第一纵队绕到沙家店西南地区，由西南向东北进攻。我们命令各部队在18日上午由老虎圪塔一线向前运动，以独一旅三十五团进到沙家店以西白家担任抗击镇川堡可能来援之敌，同时堵击敌三十六师逃向西面的残敌。
    18日上午，部队向指定地点开进。突然天空乌云密布，霎时间狂风大作，电闪雷鸣，下起瓢泼大雨来。狂风暴雨引起山洪暴发，满山遍野变成白茫茫的一片汪洋，部队只得停止行动，集结在一些山头、高地上。有些战士把衣服脱下来裹在机枪上，怕把机枪弄上泥水，宁可光着膀子冷得直打哆嗦。直到黄昏以后，风雨逐渐变小，各部队部抓紧时间休整，准备战斗。
    19日上午，敌刘戡部还在葭县以西的神泉堡。下午，钟松率整编第三十六师师部和第一六五旅(欠第四九三团)进到沙家店以东，在泥沟则以北、张家坪以南构筑工事，并电令其在乌龙铺的第一二三旅，连夜向沙家店靠拢。但是敌一二三旅怕黑夜里行军会遭我军伏击，当夜只令配属他的第一六五旅四九三团先走，该旅原地未动。
    19日黄昏前，风头转了方向，吹起东南风，乌云散开。山头上、山沟里，腾起白蒙蒙的雾气。黄昏以后，一路路部队，从山头和沟渠里，向沙家店地区运动。20日拂晓，敌第四九三团和钟松会合。我们原计划是等敌人离开阵地东进的时候，在运动中将其歼灭。但是，当我们按计划规定时间发起攻击时，敌人还未出动，就打成攻坚战。独一旅七一四团第一营对均家沟以南的敌阵地攻击，一举攻占了敌人防守的有一座古庙的高地。第三五八旅七一六团也攻克了沙家店以东高山阵地。打到上午10时，几架敌机飞来助战，地面敌军乘机反扑，我第一纵队各部队把敌人打了回去，并乘胜夺取了均家沟以南几个高地，独一旅主力攻占了沙家店东南的郝家岩敌阵地。敌一二三旅在当日凌晨4时从乌龙铺向沙家店开来，他们不敢走大路，而是沿着山梁走。当敌一二三旅走到常高山的时候，被教导旅和新四旅包围在常高山附近。
    这样，胡宗南部整编第三十六师被我军分割包围，切成两块。下午1时，彭德怀司令员发出歼敌动员令：“彻底消灭敌三十六师，是我西北战场由战略防御转入战略反攻的开始；收复延安解放大西北的开始。为着人民解放事业，继续发扬你们无限英勇精神，立即消灭三十六师，活捉钟松，号召你们本日黄昏以前胜利的完成战斗任务!”我们马上将这一动员令传达给部队。
    部队接到野战军首长的战斗号召后，全军振奋，个个奋勇争先，向敌人展开猛烈的攻击。第一纵队和第二纵队密切配合向敌三十六师师部和一六五旅阵地攻击。战到下午5时，各路攻击部队已占领敌人主要阵地，除师长钟松和第一六五旅旅长李日基带少数人逃掉外，三十六师师部和一六五旅全部被歼。当天黄昏，新四旅和教导旅也将第一二三旅全部歼灭。沙家店战斗，我军共毙、伤、俘敌第一二三旅旅长刘子奇等6000余人。
    在西北野战军围歼敌三十六师时，镇川堡的敌人曾东来增援，被独一旅三十五团击溃。第三纵队和绥德分区第四、六团在乌龙铺阻击刘戡亲自率领来增援的两个半旅，歼灭敌人一部，保证了我军主力在沙家店歼敌。
    8月21日，战后第二天，野司在前东元村召开施以上干部会。毛主席、周副主席和任弼时同志从梁家岔骑马来到前东元村。毛主席在讲话时高兴地说：这一仗打得好啊!侧水侧敌本是兵家所忌，而西北野战军在短短的一天时间里，就吃掉了敌人一个师，取得了前无古人的胜利。这一仗，是西北野战军由内线防御到内线反攻的转折点，它将使西北形势很快发生变化。彭德怀司令员接着说：这一次是党中央、毛主席领导得好!也是全军指战员共同奋战的结果。明天陈赓兵团就要由潼关以东跨过黄河，这样潼关告急，西安吃紧，胡宗南必定会叫刘戡、董钊率兵南窜。我们要做好一切准备，不顾一切疲劳和困难，发扬我军连续作战的光荣传统，乘胜追击敌人。