1947年3月19日，我党中央和军委领导机关主动撤出延安。敌军占领延安后，大肆宣扬"胜利"。胡宗南更加猖狂，急于寻找我主力决战。我军遂以小部分兵力诱敌北上安塞，主力隐蔽集结在延安东北的青化砭、甘谷驿等地，从而开始了青化砭、羊马河、蟠龙之战。
3月25日，西北野战兵团在青化砭首战告捷，沉重地打击了蒋介石、胡宗南进攻延安的嚣张气焰。此后，又实施了羊马河战役，歼敌一个整旅。继之，西北野战军又在组织一次漂亮而利索的调虎离山歼灭战。
4月15日，敌人两个军9个旅匆匆在子长东南地区会合，由于找不着我军主力的踪影，只得在这既无人又无粮的地区瞎转。他们既有补给的困难，又怕再遭到我军伏击，不敢走大道，只走山路。爬山越岭，风餐露宿，而且沿途仍然不断遭到我地方武装截击，弄得疲惫不堪，病号和开小差的一天比一天多，部队情绪十分低沉。与此同时，我晋冀鲁豫野战军第4纵队等部，在晋南进行反攻，夺取了陕晋咽喉禹门口，威胁着胡宗南的侧背。他不得不逼令这两个军向永坪、蟠龙地区集结，待休整补充后，再寻找我军主力决战。
我西北野战军第1纵队与第2纵队等抓住机会，于4月19日在新岔河地区歼敌2000余人。
4月20日，惊恐万分的敌军回到蟠龙、永坪地区进行休整补给。
蟠龙镇位于延安东北45公里，座落在两条河川汇合的三角点上，镇东边有一道由北向南延伸的山梁，最高点为集玉峁，西边有一道平行的山梁，称庙梁，上有磨盘山等山头，两道山梁拱卫着镇街，地险易守，所以敌军在此搞了一个补给站，存有大量的军用物资，敌人每次"大游行"之后，都要回到这里补给。
4月下旬，蒋介石错误地判断，我西北野战兵团主力正向绥德附近集结，准备东渡黄河，于是急忙命令胡宗南部迅速沿延榆公路北进。胡宗南得令后兴奋异常，立即命其主力9个半旅，于4月26日分两路从永坪、蟠龙地区北上，只留整编第167旅旅部率1个团和1个山炮营，在蟠龙修筑工事，守备其前进补给基地。这时，我军主力隐蔽在永坪东北地区集结待机。
经过多方侦察，证实敌人主力冒雨北进，急于想赶我向北。于是，彭德怀司令员拟定组织一支小部队引诱敌人北上，然后攻击蟠龙镇。
27日，第359旅带着电台，打着全野战军的番号，装成大军撤退的样子，走在北上的敌军主力前边，不紧不慢地牵着敌人往绥德方向走。他们故意沿大路走，各主力旅抽来的一个排，把他们旅的符号、臂章，不同颜色的破旧军衣、担架、瘸腿骡马，以及电报草稿等，沿途一路到处乱扔，造成一种许多部队溃逃的景象。绥德地委也在黄河沿岸布置大批木船，组织部队和群众来往摆渡，造成我军主力渡河的假象，蒙骗敌人的空中侦察。敌军排成纵横几十里宽的方阵，被我第359旅等部牵着，又开始"大游行"了。本来干旱少雨的陕北，这时也凑热闹下起雨来，泥泞不堪的黄土高原，使敌军吃尽苦头。敌军"游行"了7天，终于"按照野司的安排"，在5月2日进了绥德。敌人进入绥德，就洋洋得意地用发报机向延安和西安报捷，说什么"1旅猛攻绥德，共军闻风而逃""，我全部兵力南北夹击，当将共军主力压到黄河边，一举而歼灭之"等等。
敌军主力北上以后，蟠龙之敌成了一个孤点。驻守蟠龙的敌第167旅装备精良，训练有素，部队有一定的战斗力。旅长李昆岗是胡宗南的"四大金刚"之一，当时正忙着督队，要在蟠龙四周的山头上构筑半永久性的防御工事，决心把蟠龙镇建成一个大规模的永久性补给基地。李昆岗的旅部设在镇内的大骡马店里，部署旅直属队和第499团团部率第1营驻守镇街和北山；第2营全部及第3营第7连扼守蟠龙东北至东南的山梁高地，主阵地在最高点的集玉峁；第3营(欠第7连)及地方武装一部守备蟠龙西北的老庄之南北山阵地；地方武装除以一部驻蟠龙镇内，大部分活动在蟠龙北面的纸房坪、核桃坪、石咀、宋家沟地区，掩护其主力构筑工事。敌人经过赶修，构成了以蟠龙为中心的周围5公里的纵深防御工事。在制高点，以大伏地碉堡为核心，周围构成许多小伏地碉堡。并有6米左右深、宽的外壕和铁丝网、地雷、尖桩等障碍物，碉堡群之间可以相互支援，形成交叉火力网。李昆岗以为凭这些阵地工事，便坚不可摧、万无一失了。
在敌军主力浩浩荡荡地向北"游行"之后，彭德怀司令员即命令第1纵队，集结到蟠龙西北的核桃坪地区，第2纵队独立第4旅，集结于蟠龙东南的何家峁子，新4旅集结于蟠龙东北的卧虎镇。第1纵队在永坪地区已经休整了8天，训练了俘虏，补充了部队。接到攻打蟠龙的命令后，该纵队张宗逊司令员和廖汉生政委，立刻对部队进行了深入的战斗动员。4月29日，第1纵队按野司命令抵达指定位置，逼近蟠龙。我军其他各部，按命令也于4月30日进入指定位置。野司计划5月1日发起攻击，第1纵队拟由核桃坪地区向东南攻击，尔后协同友邻部队聚歼蟠龙之敌。
4月30日，各部队准时进入攻击准备位置，完成了对蟠龙的四面包围，指战员们隐蔽地构筑工事。这时我军指战员仍然穿着一身棉衣，同志们浑身淋得透湿，一身泥浆，行动不便。野司传来口号"：衣！"指战员们很受鼓舞。
拿下蟠龙换单5月1日拂晓，部队准备就绪，待命出击。不料天公不作美，又下起了大雨，一时山洪暴发。彭司令员决定推迟一天攻击。各部队进一步作战斗准备。
5月2日，天气转晴，这天正是敌军主力"游行"到达绥德，他们要返回来还得7天，我军可以从容攻击蟠龙。当天黄昏时分，我军各攻击部队奉命向前运动，接着发起攻击。第1纵队第358旅迅速攻占了田子院寨子和蟠龙西北敌军阵地；独立第1旅歼灭老庄、新庄各高地敌人后，乘胜向小庙梁、磨盘山攻击。第2纵队独立第4旅和新4旅，也占领了集玉峁敌主阵地的警戒阵地。
5月3日拂晓，野司指挥所发出信号弹，各部队向蟠龙发起总攻，连续夺取了10余处敌前沿阵地。这时敌人被打糊涂了，李昆岗怎么也弄不清我军主力是从哪里冒出来的，只得动用全部火力乱轰乱打。胡宗南在西安与绥德和蟠龙的电台联络也乱了套，一边是第29军军长董钊、第1军军长刘戡吹嘘其进占绥德，已将我军主力赶过黄河；一边是蟠龙的李昆岗哭爹叫娘地要求火速派援兵，弄得胡宗南不知是怎么回事。
5月3日上午，我军将蟠龙周围山上的敌碉堡群扫清，但未能压制住蟠龙外围的暗火力点，扫清其鹿砦、铁丝网、尖桩等障碍物。特别是敌人在集玉峁主阵地，倚仗密集的炮火和险要地形负隅顽抗。我参战部队多次冲击，伤亡较重，均未奏效。下午，暂停密集冲击。1纵指战员提出改为对壕作业，逼近敌人外壕，压制敌暗火力点，破坏其铁丝网和外壕的建议。
5月4日，1纵各部队完成对壕作业，利用爆破技术，接连破坏敌人的工事和障碍物，瓦解敌人的纵深防御体系，消灭了大部敌人。残敌放弃碉堡，逃入蟠龙镇，依托工事顽抗。当天黄昏，我军对蟠龙镇进行最后攻击，在轰隆的枪炮声中，各部队由四周居高临下，冲入蟠龙镇街区。这时，李昆岗在旅部正用电台呼救，战士们冲进屋里，一声"：缴枪不杀！"他慌忙举手就擒。
唯独据守在蟠龙镇东北的一个碉堡里的敌工兵连，还在拼命顽抗。于是旅首长派被俘的敌军官喊话，令其停止射击，他们也缴械投降了，至此战斗全部结束。我军全歼守敌第167旅旅部及其第499团，共毙、伤、俘敌6700余人。
蟠龙镇内存放着大量物资，除了屋内堆的，场院里用苫布盖着的像小山一样。计缴获山炮6门，大量的武器弹药，军衣14万多套，面粉1万2千余袋，骡马千余匹，还有其他军用物资。战士们高兴地换上了崭新的单军衣。
在我军攻击蟠龙的当天，胡宗南才发现我军主力围攻蟠龙，但还摸不清我军有多少兵力，急忙命令其驻拐峁的整编第48旅1个团和驻青化砭的整编第84旅1个团附坦克两辆北援，妄图解蟠龙之围。但受我军阻击，使其无法前进。5日晚，这两个团的援敌得到蟠龙守敌被全歼的消息后，便连夜冒雨向南回窜，我教导旅随即追击，一直追到拐峁。
蟠龙守敌被歼，耀县一度被攻克，延安的守敌吓得丢魂失魄，胡宗南急令董钊、刘戡带其整编第第1、第29军回援。可是远在绥德的数万敌军扑了空，连我军主力的影子都没见到，也没粮食补给，要南返路上连饭也没得吃。5月9日，这些敌军赶回到蟠龙地区时，看到的是敌整编第167旅覆灭的悲惨景象。而我军主力早已在群众支援下，转移到安塞地区休整了。胡宗南妄想打击我党中央、中央军委机关，将我军主力赶过黄河以东的梦想破灭了。然而，敌人仍摸不着头脑，不知我军主力去向，只得干瞪眼。
当年新华社记者评论蟠龙之战时附了一首打油诗，深刻地讽刺了胡宗南刚愎自用，愚蠢无能的处境：胡蛮胡蛮不中用，延榆公路打不通；丢了蟠龙丢绥德，一趟"游行"两头空；官兵六千当俘虏，九个半旅象狗熊；害得榆林邓宝珊，不上不下半空中。
5月14日，西北野战兵团在安塞真武洞召开全军祝捷大会，周恩来副主席专门赶来参加大会，他代表党中央、毛泽东主席向大会祝贺，慰问全军将士。
我军撤出延安仅1个多月，骄横一时的胡宗南部队，经不起"磨菇战术"的一拖再拖，一磨再磨，到处"游行"，又缺乏粮食，弄得十分疲惫。我军在青化砭、羊马河、蟠龙取得"三战三捷"，有力地打击了敌军，坚定了西北人民打败蒋介石、胡宗南的信心。
