1947年8月開始，解放軍晉冀魯豫野戰軍主力千里躍進大別山，華東野戰軍陳粟大軍南下豫皖蘇，晉冀魯豫野戰軍陳謝集團渡黃河開闢豫西，我三路大軍成品字型挺進中原，深深楔入敵人防禦腹心地區，拉開了解放戰爭戰略轉折的帷幕。
此時，西北戰場我軍挫敗國軍胡宗南集團的全面進犯後，打了一系列勝仗，力量得到加強，也開始進行反攻。根據軍委指示，為配合三路大軍在中原作戰，1947年8月6日開始，彭德懷司令員指揮西北野戰軍2個縱隊對榆林守敵實施圍攻。但因城池堅固，敵人火力較強，一時攻擊未果。
駐防綏遠的敵鄧保珊集團一邊組織抵抗，一邊向南京求援。蔣介石為確保榆林安全，派遣10 個旅兵力分路馳援榆林。彭德懷將計就計，在調動援敵北上目的達成後，不再強攻堅城，於8月12 日令部隊撤圍榆林，將主力轉至榆林、米脂間隱蔽位置，準備待機殲滅敵人。 同時以一部兵力掩護後方機關東渡黃河，迷惑敵人，誘其冒進。
胡宗南得到情報後，誤認為東渡黃河的後方機關是我軍主力，遂令其所部由綏德、米脂和榆林地區分兩路向葭縣急進，企圖夾擊西北野戰軍。在國軍各路追擊部隊中，整編第36師是號稱王牌主力，基礎好，裝備精，戰鬥力較強。敵師長鍾松為黃埔二期畢業，頗有戰功，性格驕橫。他率領本部晝夜兼程馳援榆林，以為我軍不敢與其對抗而撤走，很是得意。在接到長官部命令，又率領本師2個旅所屬4個團南下，緊緊尾追我軍。
彭德懷接到報告後，決心以孤軍冒進的鐘松部為打擊目標，集中2個縱隊另2個旅在沙家店地區以伏擊手段殲滅該敵。8月18日上午，鍾松率領整編第36師進入我軍伏擊圈，各縱隊按預定計劃攔頭截尾展開攻擊。鍾鬆開始尚不以為意，但打著打著發覺前後均遭我優勢兵力分割包圍，形勢不妙，趕快命令各部靠攏反擊。然而我軍攻勢迅猛，鍾松的命令已不可能得到執行。
激戰20日，鍾松所部被我軍截成兩段，只好各自為戰。在我軍連續攻擊之下，被圍之敵已成潰散之勢。戰至20日黃昏，西北野戰軍殲敵整編第36師6000 餘人，俘虜整編第123旅旅長劉子奇、參謀長羅秋佩、團長楊逢震等人，鍾松只帶領少數人涉過無定河逃脫。沙家店戰役徹底粉碎了國軍在陝北的重點進攻，成為陝北我軍轉入戰略反攻的轉折點。
9 月中旬，胡宗南因潼關受到我陳謝集團威脅，為拱衛西安和關中，急令部署在綏德以北的 8 個整編旅南撤。彭德懷抓住戰機，指揮西北野戰軍發起岔口、關莊追擊戰，一鼓作氣殲敵4000 餘人，繳獲了很多裝備物資。
此後，鑑於延安以東以北和延長、清澗、子長、綏德等地及黃龍地區敵兵力空虛等情況，彭德懷決定以2個縱隊轉向外線之黃龍山地區尋殲敵人，野戰軍主力在內線發起延清戰役。9 月 25 日至 10 月 21 日，我以軍2個縱隊縱橫掃蕩，在黃龍山區連克白水、石堡、韓城、宜川等地，殲敵整編第90師一部。10 月 1 日至 11 日，以另2個縱隊攻克延長、延川、清澗等要點，全殲敵整編第76師師部及1個旅。
這樣，在彭德懷司令員的英明指揮下，經過連續兩個戰役，西北野戰軍以較小代價殲敵15800餘人，繳獲大批武器裝備和軍用物資，為南下關中平原作戰創造了有利條件。在此期間，西北野戰軍又組建了1個縱隊，使野戰主力達到了5個縱隊，全軍兵強馬壯，士氣高昂。
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