刘戡接命令后，连作战会都没有来得及召开，就下达出发命令。2月26日，他率整编第二十九军军部、整编第二十七师、整编第九十师共四个旅八个团的兵力，由洛川、黄陵开进，沿洛（川）宜（川）公路驰援宜川，27日到达瓦子街。
我军除以第三、第六纵队各一个旅继续攻城外，主力九个旅全部集中在瓦子街公路两侧的高地上，准备打援。
刘戡觉察到了我军的动向，再看看前面的地形：由瓦子街到宜川西南铁笼湾之间的公路两侧，是东西走向的两道山脉，地势险要。他不敢再往前走了。刘戡的参谋长刘振世此时建议：“不要直往东走，可先向北走，绕开共军一翼。”刘戡点点头表示同意。他对这一带地形很熟悉，担心西北野战军打伏击，也想从左侧向观亭绕进。
可是，胡宗南却丝毫不容商量，一再严令：“宜川紧急，按原计划，不顾一切，兼程向东驰援。”他还说：“平时找共军大队找不到，现在他们到了你们面前了，不打还行？！”
2月28日晨4时，彭德怀根据敌情变化又适当调整了作战部署，以三纵、六纵各一个旅继续围攻宜川，诱使援敌深入就范，全军集中九个旅的兵力，在瓦子街至铁笼湾之南北高地按预定方案进入阵地，同时命令二纵队集结于讫台街与瓦子街之间，准备由南向北侧击瓦子街及以东的援敌。
我军严阵以待，布好了“口袋”，就等敌人往里钻了。
就在这一天，刘戡十分“顺从”地钻进了这只“口袋”。当在任家湾、丁家湾地区遭西北野战军第三纵队与第六纵队部分兵力阻击时，刘戡还判断我军只有一个纵队的兵力，依然命令部队继续攻击前进，并限于当天到达宜川。这样，刘戡的浩浩大军进入了瓦子街以东的隘路之中。
此时，老天似乎也要凑凑热闹，过了中午，天空阴云密布，下起了毛毛雨，尔后变成小雪，入夜，漫天飘扬着鹅毛大雪，2月29日晨，彭德怀致电中央军委：“敌整编二十七师、九十师进到宜川西南之王家湾、任家湾以南高地。昨晚大雪数寸，本晨敌未动。我无粮不能等待，故决向该敌围攻。”
经中央军委同意后，彭德怀指挥部队开始合围该敌。
负责扎口袋的第一纵队于瓦子街以西尾敌前进，攻占瓦子街，断敌后路。当一纵队司令员贺炳炎、政委廖汉生发现第二纵队因距离远，雪路难行，不能如期完成合围任务时，便当机命令三五八旅一部向瓦子街东南高地攻击，以完全切断敌人南逃退路。三五八旅的七一四团加强有七一五团一个营，与敌五十三旅一个团的兵力相遇，经过激烈肉搏战，将敌击溃，占领了阵地，关死敌军回窜的道路。
与此同时，第一、第四、第三、第六纵队多次粉碎敌人突围企图。第二纵队亦及时赶到投入战斗。
黄昏，我军已将敌人压缩在乔儿沟、任家湾、丁家湾之间的东西长约10公里、南北宽约5公里的狭小地区内。
3月1日拂晓，彭德怀下达总攻命令。刹那间，枪声、炮声、军号声、冲杀声，震天动地。
第一纵队沿公路及其两侧高地由西向东，二纵队由南向北，四纵队由北向南，六纵队一部分由东南向西北，三纵队一部由东北向西南，从四面向敌人发起冲击。
刘戡拼命抵抗，战斗异常激烈。作战的焦点是争夺位于公路南侧、居高临下的东南山。
彭德怀在当天的一份文电中描述了战斗的激烈程度：“每攻一山峰，须反复数次，用刺刀才能取得。”
彭德怀一直注视着战斗的进展情况，及时调整阻击部署，把能够掌握的兵力最大限度地集中起来，全部压上歼敌的攻击前线。他在前线指挥所观察到，敌人死守丁家湾的一个山头阵地，我攻击部队多次进攻受阻，而附近担任“阻敌东进”的一个旅，未能给予支援。他马上命令该旅组织出击。
彭德怀发出命令后，又踏着泥泞直奔该旅指挥所，对在场的旅参谋长说：“把机枪布置好。你带人顺山沟下去，再往对面敌阵地冲击。”
他回过头对该旅首长不满地说：“打仗，战机非常重要，指挥员要有战场的全局观点，善于协同配合，狠狠打击敌人，不给敌人以喘息的机会。”
激战至3月1日下午4时，我军攻占瓦子街四周的全部高地。
敌人被驱赶到一条沟里，毫无回手之力，等待他们只有一条路一缴械投降。
刘戡看到大势已去，慌忙从丁家湾山梁的土寨子往外跑，眼见周围全是解放军的身影，自知已无路可逃。他无可奈何地躺在一个土坡上，闭上眼睛沉思了一回，嘴角抽动了两下，伸出一只瑟瑟发抖的手，拉响了揣在怀里的手榴弹。
西北野战军在打扫战场时，发现了刘勘的尸体。彭德怀念他在抗战时有过功劳，交代说：“要把尸体包裹好，在掩埋的地方做个标志，我们还要通知胡宗南和死者的亲后来认领。”
3月2日，西北野战军包围宜川的部队发起总攻。3日上午8时，全歼宜川守敌二十四旅。旅长张汉初跳山逃跑时，腿摔坏被俘。至此，宜川、瓦子街战役胜利结束，歼灭胡宗南集团一个整编军部、两个整编师部、五个旅共29000多人，取得了西北战场的空前大捷。
宜川战役败讯传到南京，蒋介石极为恼怒，给胡宗南以撤职留任的处分。蒋介石悲叹：“宜川丧师，不仅为国军剿匪最大之挫折，而其为无意义之牺牲，良将阵亡，全军覆没，悼痛悲哀，情何以堪！”
国民党在其所谓的《戡乱战史》中写道：“是役，自刘勘军失利后，关中空虚，被迫抽调晋南、豫西大军进至关中，以致造成晋南开放，临汾被围，洛阳失守，伏牛山区共军坐大之局面。”
刘勘部被歼后，西北野战军大举南进，胡宗南不得不将位于潼关以东的裴昌会兵团向西安回调。这就减轻了中原野战军的负担，有力地配合了中原战场和其他战场的战略进攻。正如毛泽东在3月7日发表的《评西北大捷兼论解放军的新式整军运动》一文所说：“这次胜利，改变了西北形势，并将影响中原的形势。”
3月10日，陕甘宁边区各界召开了万余人参加的祝捷大会。宝鸡位于古称“西府”之地。西北野战军会攻宝鸡这一仗，在我军战史上亦称为“西府战役”。
西安以西径河和渭河之间地区，古称西府。该地区的宝鸡市和咸阳等市县，地处陕西关中、汉中和四川的咽喉要冲，一向为兵家必争之地。国民党整编第七十六师在清涧战役全军覆没后，胡宗南又委任第二十八旅旅长徐保为该师师长，前往宝鸡重新组编。徐保是胡宗南的“四大金刚”之一，极为骄横。他还是个有名的赌棍。在当团长时，他有一次亲自到师部领了全团的军饱，然后，一夜间将其输个精光。
早晨回到团部，军需主任来取钱发饷，徐保说：“叫值班官把队伍集合起来，今天团长亲自发饷。”
到了操场，他说，“这个月的饷团长我领来了。”
士兵听了喜形于色，等着发钱，可徐保把话头一转说：“他妈的，我们全团运气不好，昨天晚上，本团长耍钱，给输光了，弟兄们，不要着急，本团长今晚再去把钱赢回来，明天全团发双饷，好不好？”如此荒唐之事，胡宗南只是斥责一番，补发军饷，不了了之。
师部成立后，驻在宝鸡东十里铺。徐保把所有事务和部队整训全部交由参谋长袁致中负责处理，他则在西安市通济南坊公馆过着醉生梦死的生活，每日非嫖即赌。
我军围攻洛川，将敌裴昌会兵团调动于渭河以北、洛河东西地区，造成敌西府一带兵力空虚：宝鸡只有敌七十六师师部率一个团2000余人防守，其他地区只是布署了一些地方民团。
彭德怀瞅准了这次机会，马上召集作战会议研究转兵攻打宝鸡的作战计划。他说“我们要去吃肥肉。西击西府，提胡宗南的这个‘宝鸡’。这样既可消灭他的分散守敌，获取大量战争物资，吸引其主力西援，调动延安、洛川之敌，又可开辟麟游山区，建立根据地。”
他还称这次攻打宝鸡的西府战役为调虎离山，说“我们威胁胡宗南的战略后方，搞他的补给基地，他就顾不上延安了，可以逼敌人不战自退，撤出延安。只要能把敌人调过来，就可以在运动中寻找战机消灭他。”他最后专门强调：“这次西府战役，是相机攻取宝鸡。”
有些人对“相机”二字还有些不解。西北野战军赵寿山副司令解释说：“不可过于乐观，我们可是从胡马的夹缝中打出去的，不能陷得太深，太深了有一定危险性。”
彭德怀点点头说：“赵副司令员的意见是有道理的。攻不攻宝鸡，要积极争取，根据战局发展情况而定，这里不作硬性规定，我们还是用‘相机’二字。”
决心定下，彭德怀迅速向各纵队发出兵分三路进军宝鸡的命令：野战军主力第一、第二、第四、第六纵队4月7日由黄陵、澄县地区西移，4月12日集结于马栏、转角、照金地区。张宗逊率第二、第四纵队为左路兵团，由高王镇南渡径河，首先攻占永寿县址监军镇、乾县，之后一部夺取醴泉、兴平，向咸阳佯动，主力向武功、扶风、歧山，相机攻占宝鸡。第一纵队为中路兵团，攻占旬邑后经张洪镇渡泾河，夺取彬县，向麟游、凤翔发展进攻，协同第二纵队相机攻打宝鸡。第六纵队为右路兵团，扫清太峪镇、世店镇等地的敌地方武装后，渡泾河待机。
4月17日拂晓，中路兵团第一纵队攻击旬邑城，全歼守敌陕西保安十九团两个营600余人。歼张洪镇敌第十九团一个连100余入。18日晚强渡泾河，攻击彬县，19日全歼守敌暂二旅第五团二营及伪第七专署部队共2000余人。之后，以急行军直逼麟游、凤翔及敌后方基地宝鸡。
右路兵团第六纵队于12日攻占织田，18日肃清淳化至长武问、泾河北岸之敌据点，歼陕西保安第十九团及世店、大峪镇等帅的敌地方武装，乘胜渡过泾河，直逼长武、灵台。
我左路兵团第二纵队及第四纵队一部，于18日攻占永寿县东之常宁镇，全歼守敌第二○三师第一旅第三团、第六旅第六团2000余人，解放永寿。之后，直逼监军镇、乾县。第二纵队于乾县以北之铁佛寺地区歼敌第二○三师搜索营一个连，击溃西进敌整三十八师第一七七旅第五三一团，进占乾县、醴泉之间的洋红店及陇海路绎帐车站，歼扶风守敌，22日进占扶风城。
至此，我已截断了西安至宝鸡路线，控制了一段铁路。西府告急，徐保于24日匆忙赶回宝鸡师部，在他的休息室召集袁致中研究军情，并与宝鸡警备司令刘进商讨对策。
当时刘进的意见是：宝鸡的兵力不足，难以防守，可以放弃宝鸡，将所有的兵力撤到宝鸡以南的宝成公路（由宝鸡到成都）的秦岭上，占领要地，抵御来攻的共军。
徐保则决心固守，并作了部署：
（1）急电胡宗南，报告共军来攻的情况，决心固守，请速派援兵；（2）以该师现有兵力，决心击退来攻的共军；（3）刘进的一个步兵团撤至宝鸡南20余华里的益门镇待援，并确保渭河桥的安全；（4）宝鸡专员公署、警备司令部、县政府及其他行政人员，一律随刘进撤到益门镇以南地区。
徐保又对七十六师兵力作了具体部署：
（1）师部由东十里铺连夜撤到宝鸡城内的中央银行大楼；（2）工兵营的三个连即行进入宝鸡以东的东堡子，占领阵地，阻止共军前进；（3）特务营的两个连随师部作战；（4）凡非战斗人员一律由副官处长丁国光率领，连夜撤至益门镇，其中包括师辎重兵营、通信兵营的一部、副官处、军需处、军医处、军械处、军法处等人员。
当日夜10时左右，徐保接到胡宗南电报，命他以现有的兵力，竭力坚守，并告之，援军立刻就到。
接到这封电报前，徐保虽然口头上表示坚守室鸡，并大骂过刘进胆小怯敌，但他私下已经把吉普车准备好，加足汽油，捆好行李，随时准备“开溜”。在接到胡宗南电报后，他才鼓起勇气来，决心死守宝鸡。
徐保命令将师部转移到金台观。这里地势较高，一眼可通观宝鸡全景，指挥比较有利。
徐保还命令特务营赶筑工事，同时命令军需部门备足粮弹，准备决战。坐镇西安的胡宗南这些日子吃不香，睡不着，当他判明我军的真实意图后，不禁出了一身冷汗。他十分明白，我军一旦夺占宝鸡，切断川陕联系，再挥师东进直捣咸阳，威逼西安，他这个“西北王”将失去全部地盘。他急忙给裴昌会挂通电话，命他火速赴宝鸡救援。他又向南京国防部求救，请调青海马步芳整编八十二师给予增援。
接到胡宗南的命令后，裴昌会兵团由北上增援洛川转而沿陇海线西进。马步芳整八十二师也向长武地区进攻。为保障主力攻击宝鸡，我右路第六纵队教导旅在长武、彬县地区阻击西线敌军，第四纵队及第二纵队独立第六旅在武功至凤翔地区阻击东进敌军。
4月25日夜，宝鸡四周枪炮声大作。西北野战军第一、二纵队向宝鸡发起猛攻。面对我军强大攻势，徐保感到自身难保，急切地寻觅一块“保命”的地方。正在此时，从西安来的装甲列车队长向徐保建议：将师部迁移到装甲列车上，便于指挥。他还说：“装甲列车上装有小型炮，弹药充足，还有三天的给养，凭借装甲掩护，东冲西撞，可确保安全。”
徐保听后即令参谋通知工兵营坚守东堡子及车站一带阵地，掩护师部向装甲列车转移。
徐保简单收拾一下东西，带上一个连，钻进了装甲列车。他先是指挥装甲列车向西开，但开出数里，发现大批解放军已将铁轨拆毁数根，无法前进。遂又令往东开，刚开到车站以东的木桥附近，桥东的路轨也被拆断，又不能前进。这时，司机、司炉已被打死四人。
徐保后悔莫及，躲在车里，进不能进，退不能退。桥头附近的解放军迅速冲来，爬上铁甲车的车顶及车底下，高喊：“立刻投降，优待俘虏！”
在这种情况下，徐保惊魂落魄，不知所措。他权衡再三，决心弃车逃跑。他匆忙换了一身士兵服装，又给胡宗南拍了电报，言称“我决心尽忠”。
接着，他将无线电密码烧毁，又将身上带的《党员守则》、《军人读训》等，一本一本的撕毁，边撕边说：“不想我徐保今天会落到这个地步。”徐保把该办的事都处理完后，站起身来，提着手枪，刚走到装甲列车的门口，只听轰的一声，一颗炮弹把他炸翻在车厢内，满身是血。此时，我军在铁甲车底已满积柴草，并再三警告，如不投降，就要放火烧车。
车里的人害怕被烧熟了，急忙高喊“我们投降”，扔出武器，举着双手跳下车来。
胡宗南知道徐保被打死的消息后，又急又气，在办公室里一直转圈，并自言自语地说：“我决不相信徐保会叫共军打死。”
后来，蒋介石来西安曾召集胡宗南所属的将官们在翠华山祭奠刘勘、严明和徐保，他伤心落泪地说：“我们今天还能在这里祭奠他们，如果你们不努力作战，恐怕我们死后，就没有人来掩埋，更谈不到祭奠了。”
当时西安的一位学生，曾作了这样一幅对联：
刘戡戡内乱内乱未平身先死，
徐保保宝鸡宝鸡未保一命亡。
我军在攻击宝鸡之际，东西两线增援之敌向我猛烈攻击。
西线马家军八十二师以步骑兵四个团袭击我冉店桥、亭口。我教导旅对敌袭击估计不足，抵抗不住，于25日被迫撤出。该敌26日袭占张家坡，又向雀木镇前进，威胁到我军侧后方。
东线敌胡宗南主力裴昌会兵团，以整一、整三十六、整三十八、整五十六师及整二十师第二十七旅共十一个半旅，沿陇海路西�