在西北野战军发起沙家店战役，调动胡宗南集团主力北进的时候，晋冀鲁豫野战军的陈、谢集团乘隙由晋南、豫北交界处南渡黄河，出击豫西，直逼潼关，严重地威胁着胡宗南集团的指挥中心——西安。
胡宗南为解关中之危，遂令其整编第一军、整编第二十九军主力八个旅南下应急，仅留少部兵力在陕北战场担任防御。
1947年9月17日至20日，敌先后将榆林之第二十旅、延安之第一六七旅以及运城的第八十三旅、第八十四旅等部空运西安。作为延安外围据点的绥德、于长、清涧至延长的100多公里交通线上，只有廖昂率整编七十六师师部、第二十四旅及一六五旅残部等不足两个旅的兵力担任守备。黄龙山区仅有6个团的兵力分散防守。
彭德怀看出了这个破绽，立即致电中共中央军委，利用胡宗南在延安以北兵力薄弱的机会，用拔钉子的办法，夺取他们控守的据点。
彭德怀把作战目标选在延川和清涧之间。他决定野战军各部内、外线配合作战，先攻延川、延长，同时准备打援，得手后再攻清涧、子长。
9月24日，彭德怀令王震率第二纵队由甘（泉）、富（县）、洛（川）线节节击敌，逐渐转向关中，与王世泰第四纵队靠拢，进行外线作战。第二、第四纵队会合后组成外线兵团，统归王震指挥，开辟黄龙山区工作。这个部署既可以适时转向外线，解决粮食困难，又能迷惑敌人，使胡宗南部误认为西北野战军主力意欲南进，以牵制其兵力，有利于野战军在内线各个歼灭延安以北的孤立据点之敌。
遵照彭德怀的命令，王世泰率领第四纵队由白水县北上黄龙山，第二纵队于9月23日巧妙绕过延安，一举攻下劳山，然后到南泥湾休整。
第二纵队的指战员再次回到他们曾经洒下汗水的南泥湾，这块被誉为陕北“小江南”的地方，已被国民党军队糟踏得不成样子，那块镌刻着毛泽东、贺龙题词的碑石被推倒了，刷在墙上的标语被铲净了，当年“鲁艺”为他们演出《打渔杀家》和《三打祝家庄》的礼堂，到处都是粪便和尿迹。
在二、四纵队向黄龙山发展的时候，彭德怀在安家集部署“延清战役”。他命令第三纵队和教导旅于10月1日从文安驿出发，夺取延长和延川；第一纵队从金沙镇出发，夺取清涧城南的三十里铺。
当日，第三纵队及教导旅行动神速，攻克延长、延川两城，全歼守敌。第一纵队攻占清涧城南之三十里铺，割断清涧、子长、绥德守敌与延安之敌的联系，创造了围攻清涧的有利条件。
清涧城是国民党整编七十六师师部所在地。它位于延安、绥德之间九里山以南，是北上绥德、榆林，南下延安、西安的交通要冲。清涧河夹城东西，在城南汇合，向东南流去。城西的笔架山与城东北部的制高点隔河相望，构成东、西屏障，地形险要。
敌整编七十六师师长廖昂虽是一名军人，但生性“儒雅”，很珍爱书。进驻清涧后，他听说一个叫黄翰林的清末秀才家中藏有许多古书，便以整理古籍为名，从中翻出一部分珍贵古籍据为已有，悄悄装上汽车，派重兵押解，将其运回西安，后转运回四川老家。此人还十分迷信，一有闲暇就占卜问卦，预测吉凶祸福。他的手气不错，每投一卦，得到的多是“大吉”。
廖昂曾是彭德怀的手下败将。1936年11月，彭德怀在红军西征中指挥山城堡战役，全歼了他的部队。廖昂落荒而逃，只身幸免。他率领的整编第七十六师原为陆军第七十六军，系蒋介石、胡宗南的嫡系部队，1946年调到陕西，驻防宝鸡、虢镇。整编后，改为整编第七十六师，隶属于整编第二十九军。该师辖三个旅，即整第二十四旅（旅长张新），辖第七十和第七十二团；整第一四四旅（旅长贾贵英），辖第四三○和四三一团；新编第一旅（旅长黄永瓒），辖第一、第二团。各旅直属部队计有特务、工兵、通信兵各一连，辎重兵一营及卫生队。
七十六师占领清涧后，全县城空街净巷，这个2万人口的县城已经是“有户无口，无民可安”。廖昂为了把居民弄回城里，张贴了绥署为他们拟定的“分得田地继续有效”、“交易不征税”、“按户慰问、计口救济”的标语。为此，胡宗南还给清涧分发了几万块法币做救济金。可是，回城的居民寥寥无几。
为了长期固守，廖昂进驻清涧后，便在城周围20多平方公里的范围里修筑了57座碉堡，并为城墙修筑了横墙和掩盖，在南关和北关的民房墙壁上开凿了枪眼，还用交通壕加以联接。他把城东北的制高点作为核心阵地，构筑了坚固工事和炮兵阵地，还在城门口摆放了许多大石头，作为阻止我军攻城的障碍物。
但被我军打怕了的廖昂，总是感到“底气”不足，他也深知清涧防御的弱点。
他在7月中旬曾召来参谋长刘学超、旅长张新谈到自己的忧虑：“清涧、瓦窑堡两地虽然重要，但守备兵力均不多，只有防御兵力而无机动兵力，一旦解放军进攻，只能招架，难以还手，且两地相距60里，平时小部队不能自由往来，仅靠无线电互相联络，战时更难互相应援。同时，两地距延安均远，对延安既不能起外围支撑的作用，如果发生战斗，由延安派队增援亦不易，与其如此，不如撤出清涧、瓦窑堡两地，巩固延安近郊外围据点。”
他将这种意见电报胡宗南，但胡宗南没有理睬。
10月2日，中央军委致电彭德怀：“两延得手后，我军似宜迅即以主力打清涧，以一部打瓦市，以期同时歼灭两地之敌，使绥德之敌无法逃跑。然后两路北进，歼灭绥德之敌。”
同日，中央军委又电示彭德怀：“清瓦两处可先打一处，再打一处，不必同时打。”
10月3日，彭德怀根据军委精神召开西北野战军前委会，研究攻打清涧的部署。他认为收复清涧是收复瓦窑堡和绥德，巩固后方，夺取榆林，向关中进军的关键。清涧的位置特殊，我攻清涧，敌必来援。彭德怀决定以第一、第三纵队坚决夺取清涧，新四旅、教导旅分别阻击南、北来援之敌。
10月4日，我军完成对清涧的包围。
彭德怀根据清涧守敌纵深配备、并有相当强的工事，我军则缺乏攻坚火器和攻坚经验等情况，向部队指示：必须准备数日的连续战斗，要不怕疲劳，发扬英勇顽强的战斗精神；在战术上，攻击每一据点事先要有充分准备，隐蔽运动，突然攻击与短促火力相结合，集中优势兵力、火力突破一点，割裂敌人阵地，各个包围歼灭。各部队必须协同动作，先打弱敌，后打强敌，争取在敌人援兵到达之前歼灭守敌。
他还向一些参战的指挥员说：“清涧是座石头城，攻坚我们缺乏火器、缺乏经验，因此，大伙要周密侦察地形，发扬勇敢战斗的精神，打下清涧，我请大家吃肉！”开完前委会之后，彭德怀向参谋长口授一份给军委和贺龙的电报：
（一）清涧敌人工事不弱于蟠龙，我大部已有相当充分准备，班排以上干部均看好了地形，讨论攻击办法均有信心，因天雨时间关系，小部准备仍不充分，不便延迟，决于6日黄昏攻击，估计三天可得手。
（二）一、三两纵东西夹攻、教旅位置于廿里铺骆驼铺，打绥德南援之敌及清涧北退之敌，新四旅一个团主力在河家山岔，一个营在拐峁东北阻敌援军争取时间，旅直及另一个团，于清涧卅里铺。
（三）清涧得手后拟以新四旅与警区四、六两团攻占瓦市（为争取时间，亦可不攻瓦市，均攻绥榆），以教导旅及一、三两纵队取绥德，得手后北取榆林，不知粮食有无办法，请贺龙考虑。
这是向中共中央军委的请示报告，也是彭德怀关于清涧城的战斗方案。依照彭德怀的方案，我军攻城部队于10月6日黄昏向清涧城发起攻击。听到城外愈来愈激烈的枪炮声，廖昂如坐针毡，原有的喜读诗书的儒雅风度已荡然无存。他一日数电向胡宗南求救，为了保命，防解放军炮火袭击，还把他的指挥所一移再移。胡宗南接到廖昂的求救电报后，一时六神无主，他不相信共军的主攻目标会是清涧。因为，彭德怀派出的二、四纵队一直把胡宗南的注意力吸引在延安方向上。于是，他复电廖昂：“据侦察清涧外围仅有敌一旅之众，并非主力，着再详查具报”。这个电报充分说明胡宗南当时仍妄想实现他的“钓鱼战术”，在未确实判明我军主力时，不肯出动自己的主力。
廖昂和参谋长刘学超看过电报，想到自延长发现情况已有一周，飞机参加战斗也有两三天，连日不断报告情况，但胡宗南迄今还是不相信，感到非常气愤。他俩商量后决定再发一份电报，除将连日情况作综合报告，说明清涧确系解放军主力外，还引用了一句古语：
能战则战，不能战则宁，不能守则走，既不能战，又不能守，又不能走，唯死与降耳。
廖昂以此作为既不准撤离清涧，又不准调绥德、瓦窑堡两地兵力增防清涧的抗议，最后再求速派援兵。
这个电报确实起了作用。胡宗南在西安读着告急电报，见所求甚切甚哀，不能见死不救，便令刘戡率领五个旅赴清涧驰援，并派出飞机助战。
其中一架飞机10月8日飞到清涧上空，并未投下廖昂急需的弹药补给，而是空投30亿法币。廖昂一阵苦笑，因为30亿法币在这四面楚歌，城里没有一个老百姓的清涧城，简直是一堆废纸。
他现在最急需的是援兵、救兵！可他整整望了三天，脖子都望疼了，救兵依然无影无踪。
10月9日，刘戡援军进至永坪，距清涧仅一日行程。此时，我野战军攻城部队尚未肃清清涧外围的据点，特别是可以瞰制全城的城西高地笔架山尚在敌手，对我攻城部队构成很大的威胁。笔架山耸立于城西，当地老百姓又称其为“耙子山”，它像一整块灰色的岩石，周围是数丈高的陡崖峭壁。廖昂进清涧后，不仅改造了山上原来的工事，还将山壁削直了一次，使其更为陡峭。担任攻击的我三五八旅由于炮火不足，加上开始时选定的目标不正确，连续数次攻击受挫。如不及时拿下这个屏障县城的山峰，必将影响整个夺取清涧的战斗。
彭德怀十分着急，打电话给现场指挥战斗的纵队副司令员贺炳炎，命令道：“你要赶快给我拿下‘耙子山’！”贺炳炎回答说，攻击部队伤亡很大，非常困难。彭德怀压下火气，立即带了副参谋长王政柱和几名参谋、警卫人员，直奔三五八旅指挥所，尔后同旅长黄新廷、政委余秋里等，来到攻打笔架山的前沿阵地，观察地形和敌军火力布署。
他所站立观察敌情的堑壕，常遭到敌人火力袭击，十分危险。余秋里劝道：“彭总，这里危险，快换个地方吧！”彭德怀说：“你们经常在这里观察都不怕，我怕什么！”黄新廷、余秋里见时间长了要出事，只得上前把他硬架了下来。他们刚离开，敌人一梭子弹就打在彭总刚才站的位置上。
彭德怀风趣地说：“看来任务没完成，马克思不要我。”从前沿回来，彭德怀和三五八旅指挥员一起，重新调整部署，集中组织了攻击火力，于10日上午一举拿下了笔架山，全部肃清了清涧的外围据点。
眼见城西笔架山的守备部队蜂涌而逃，廖昂一筹莫展，他原想组织反攻，夺回笔架山，但怕我军占领的笔架山阵地已得到巩固，难以夺回，遂放弃了反攻企图。
这时，面对笔架山的敌师指挥所已受到我军的火力威胁。为安全起见，廖昂赶忙指挥警卫部队，在师指挥所前面修筑一道遮蔽墙。
10日上午10时左右，西安派飞机空投了20个降落伞，上面装带有廖昂急需的粮食和弹药。但因敌防御地区极狭窄，廖昂只收到八个，其余全为我军所得。
援兵无望，粮弹告罄，廖昂整日躲在城内坚固的窑洞中，利用扑克过五关，摆上牌九卜吉凶。他的兵将骂道：“廖昂廖昂，吃饭拿饷，万事不管，毫无主张，惟有四库（指《四库全书》——作者），一心思想。”
一个被我军俘虏放回的士兵，推开廖昂窑洞的门，递给廖昂一封信——这是一纵司令张宗逊的劝降信。
廖昂看充信后，用眼光询问一圈站在周围的属下，迟疑了很长时间。张新接过信看了看，试探着说：“师座，现在处境危急，投降也是一条出路。”
“那怎么可以！”廖昂马上回答，他不想让部属看出他的犹豫。参谋长刘学超一言下发。他的思想也很矛盾。一方面，他认为张新言行不一，另一方面，又希望廖昂能同意张的意见。但是，考虑到他不是胡宗南的嫡系而是“外牌”，他不愿也不敢有“求降”愿望的流露。他想，万一侥幸援军赶到解围，传出去说他曾赞成放下武器，不仅有损“声誉”，而且胡宗南知道了还可能“杀鸡吓猴”，赔上性命。
当张新问：“师座，你意见如何？”刘学超没有马上回答，而是将眼光投向廖昂。
廖昂望了刘学超一眼，还是那句话：“那怎么可以！”
刘学超接着说：“这件事关系重大，希望师长详加考虑，权衡利弊，早下决定。”他转对张新说：“你是师长的部下，我是僚属，师长决定如何办，我们就如何办吧！”
廖昂迟疑了一下，说：“再怎么说也不能放下武器。”
下午，廖昂命参谋用报话机与延安指挥所联络，询问援军情况，得到的答复是援军先头部队已接近清涧西南高地。延安指挥所还告之了联络号音，并嘱咐廖昂派人前往联络。
不多时，西南方果然有联络号音传来。廖昂高兴万分，赶忙集中司号员按联络号音接应，并派人前往联络。结果，派出的人遭到解放军猛烈射击，负伤而归。
廖昂急盼的援军只闻其声，不见其人。一时兴奋，又成泡影。入夜，我军又开始猛攻。廖昂急忙命令实行灯光管制。清涧漆黑一片，成了一座死城。坏消息一个接着一个传到敌指挥所：“我们与城外部队失去了联系。”“城东已被共军突破。”此时，廖昂的城外部队已全部丧失，城内仅有师、旅特务连和旅工兵连较完整，第七十团和七十二团第二营仅有极少数的残余部队，其余均系非战斗部队。
廖昂咬咬牙，命令部队准备突围。他脱下皮大衣，换上一套士兵服装，然后，把胡宗南空投的30亿元法币倒在地上，付之一炬。他的部下望着熊熊的火焰，十分痛心，心想这人真是糊涂透顶，如果将这些钱作为奖励，还可收买官兵卖命。
拂晓前，我军的攻势更加猛烈，战斗以东南面最为激烈。廖昂走到参谋长刘学超的窑洞前，问卫士：“参谋长呢？”“正在休息。”卫士回答。
廖昂径直走进刘学超的窑洞，说：“参谋长，你看看这个电报。”这个电报稿，大意是：敌已开始攻城，战斗益加激烈，所有兵力均已投入战斗，万一城被突破，恐难恢复固守。
电报发出后，廖昂命令参谋处第三科科长龚敬民通知译电室和无线电排焚毁密码本和呼号表，以免落入解放军手中泄露机密。廖昂无法控制战局，只得听其自然。由于实行灯火管制，一片漆黑。参谋长刘学超因久病后过于疲劳，竟一时睡着了。
突然，一些残兵游勇闯进了敌师指挥所。廖昂心里一震，猛然意识到什么，惨叫一声：“赶快顶住，打呀！”“快，把门顶上。”只听见一阵拖桌椅顶门声音，尔后，室内霎时沉寂。室外的枪声、手榴弹爆炸声，愈来逾近。
跟着传来“缴枪不杀”的喊声和“我们不打了，愿缴枪”的应声，接着是收缴武器的撞击声，上下楼梯声和喊“外面集合”声。室外逐渐静寂下来。过了很长时间，廖昂听见有人叫“开门！”只�