胡宗南已經沒有耐心了。13日，他命令所有部隊於當日18時完成一切戰鬥準備，第二天拂曉開始行動，17日佔領延安。
3天佔領延安是胡宗南在南京向蔣介石當面承諾的。如今，它已成了一道命令傳遍胡宗南的所有部隊。
但他的前方將領感到3天佔領延安恐有難度。部隊從宜川、洛川一線出發，就是整齊行進，翻山過坎也得兩天時間到延安。何況這不是整齊行進，而是打仗，一路上有許多解放軍部隊重重阻擊。從前幾天與解放軍的小規模交火來看，解放軍保衛延安的決心是沒有什麼能夠改變的。3天時間佔領延安談何容易？
但胡宗南有絕對的自信，他3天拿下延安的決心也是沒有什麼能夠改變的。國軍部隊幾十萬之眾，一人踏上一隻腳，也要把那幾個山包踏平，何況還有飛機大炮！而解放軍仍然是小米加步槍，並且破槍也就那麼幾條，人也就那麼幾個。哪有3天拿不下延安之理？！
胡宗南在洛川的前進指揮所里一直處於高度興奮狀態。封鎖延安前後總共十來年，這十年多的歲月真是一言難盡啊！曾策劃閃擊延安好幾次，卻都以失敗而告終。眼前這一戰，他志在必得。為了這一仗，他可以說是殫精竭慮，費盡周折；而他的蔣校長更是全力支持，不遺餘力，要錢給錢，要槍給槍，要人也給人，連陸軍總司令部鄭州指揮所主任范漢傑，也被派來做了胡蔣之間的專職傳話筒（聯絡官），後來又派空軍副總司令王叔銘帶著B-24轟炸機、P-51戰鬥機30多架來西安助戰。在國民黨戰史上，胡宗南對延安一戰的「待遇」恐怕是空前絕後。
13日晚，胡宗南徹夜未眠，他是睜著眼睛等到拂曉的。
時間到了，他精神抖擻來到作戰室，下達了總攻令。
劉戡、董釗各率一路大軍，分左右兩路向延安進發。
國民黨整編第29軍為左路軍，軍長劉戡率整編第36師（轄整編第123、165旅）、整編第76師的整編第135旅、整編第17師的整編第12旅，共4個旅由洛川經牛武鎮、清泉鎮向延安進攻，佔領延安西南地區，在棗園停止待命。
國民黨整編第1軍為右路軍，軍長董釗率整編第1師（轄整編第1、第78、第167旅）、整編第27師（轄整編第31、第47旅）、整編第90師（轄整編第53、61旅），共7個旅由宜川經南泥灣、金盆灣向延安進攻，佔領延安東北地區，在拐峁停止待命。
北線鄧寶珊的第22軍開始南下，西線的「二馬」更是爭先恐後，國民黨整編第18師3個旅組成寧夏兵團向三邊分區進攻，國民黨整編第81師兩個旅組成海固兵團向隴東分區環縣地區進攻，國民黨整編第82師5個旅組成隴東兵團向隴東分區的慶陽合水進攻。從西安、鄭州、太原起飛的94架作戰飛機長途奔襲到延安上空，一包包炸藥從千米高空傾瀉而下，土城延安頓時被煙霧和爆炸聲所籠罩。
胡宗南很自信，一副志在必得的樣子。但蔣介石心裡卻沒底！打延安不僅是一場軍事仗，更是一場政治仗啊！他命令胡宗南每一個小時向范漢傑通報一次戰況，再由范漢傑用電話直接告知自己。延安城小，卻事關重大。在全面進攻被粉碎之後，這次的重點進攻是再也不能失敗了。
毛澤東在王家坪解放軍總部像往常一樣處理全國軍情，不緊不慢，鎮定自若。16日還發了一個保衛延安的作戰命令，命令邊區部隊迅速調整部署，組成3個防禦兵團。第一縱隊和警備第3旅7團組成右翼兵團，由張宗遜、廖漢生指揮，在道佐鋪、甘泉、大勞山、小勞山、清北溝、山神廟地區組織防禦；教導旅和第二縱隊組成左翼兵團，由王震、羅元髮指揮，在南泥灣、臨真、松樹嶺地區組織防禦；新編第4旅為中央兵團兼延安衛戍部隊，以不少於4個營的兵力在廟爾梁、程子溝、三十里鋪地區組織防禦。
胡宗南沒有等來捷報，只聽見董釗、劉戡兩人說，解放軍堅壁清野，找不到任何食物，也不能從老鄉嘴裡得到關於解放軍的任何情報；民兵太多，部隊經常受到襲擊，分不清哪是共軍主力；遍地都是地雷，部隊傷亡慘重，人心惶惶，前進時個個膽戰心驚；共軍擅長夜戰和近戰，部隊重型武器優勢無法發揮；更要命的是解放軍佔據有利地形，抵抗異常堅決，他們採用「節節撤退、節節抵抗」的戰術，使部隊前進非常緩慢。
胡宗南急了，他也跟前線將領一樣，不熟悉地形，不熟悉敵情，在指揮所里束手無策。到16日傍晚，離預定佔領延安的時限只有十來個小時了，部隊仍被阻擊於麻子街、馬坊、金盆灣一線，絲毫不能前進。
攻擊受阻的情況馬上到了蔣介石那裡。他對吳忠信說：「3天拿下延安談何容易？我看5天能拿下就不錯了！」不知道蔣介石是為學生開脫，還是真的感覺到了佔領延安的難度。
到17日，胡宗南3天佔領延安的神話破產了。他一邊把困難誇得比天大，搪塞國防部的追問；一邊又趕緊調換打法，採用「蛇退皮」的老一套戰術，即前衛部隊前進佔領陣地後，掩護本隊前進，本隊再區分前衛部隊佔領陣地，如此迭次掩護前進。為避開解放軍夜戰優勢，部隊天明發起攻擊，晚上停止進攻，就地宿營。他還和王叔銘聯繫，盡最大可能派出作戰飛機，在地面部隊向前攻擊之前先進行空中轟炸和掃射。另外懸重賞激勵鬥志：先進佔延安的部隊獎勵1，000萬法幣。
胡宗南的新打法只不過是炮火和衝鋒更為猛烈的「人海戰術」。衝鋒號一吹響，士兵就整團整旅向前衝鋒，漫山遍野，人頭攢動，一批上來又來一批，解放軍射擊都不需要瞄準，扣動扳機就射殺一片。胡宗南以人體作盾牌，把解放軍每人僅有的十發子彈消耗個精光。經過如此反覆的集團衝鋒，18日上午，胡宗南軍付出5，000多人傷亡的代價，部隊終於攻到了延安城下。到下午，董釗整第90師全部進至狗梢嶺以西地區，整第61旅的先頭部隊距延安只有7.5公里了。
胡宗南笑逐顏開，卻急壞了彭德懷。因為毛澤東還沒走。彭德懷把所有的警衛人員集合起來，作了一次保證毛主席安全的動員。他說：「現在全黨、全軍都在關心黨中央、毛主席的安全。敵人隔我們只有十多里了，槍炮聲都能夠聽見。你們一定要保證毛主席的安全，必要時，抬也要把毛主席抬走！」
毛澤東的安全確實牽動著許多人的心。11日下午，胡宗南飛機剛剛光臨延安的時候，就有人提出毛澤東趕快走，過黃河到晉綏解放區去。13日下午，一顆炸彈就在毛澤東窯洞門口爆炸，人們更是擔心，「炸彈都炸到門口了，毛主席還不走？萬一碰上了咋辦啊？」
但毛澤東就是不走，他在王家坪又是會見記者，又是會見幹部，還接見了新4旅16團的幹部戰士。當時幹部戰士對中央放棄延安很不理解，他們說，我們全部拼光也要把延安保住啊。但毛澤東不贊成，他說：「中國有一句俗語，叫做『留得青山在，不怕沒柴燒』。我們主動放棄延安就是把『青山』留住，要是跟胡宗南硬拼，部隊拼光了將來還哪來的柴燒呢？我送你們16個字，『存人失地，人地皆存；存地失人，人地皆失』。」簡短的話讓16團幹部戰士茅塞頓開。毛澤東又說：「我們要在陝北的大山裡跟胡宗南周旋。你們都跟陝北的鄉親們推過磨、拉過碾子。老鄉們的粗穀子在磨子里磨呀磨，就磨成了小米。我們就是用這個辦法，把胡宗南的部隊牽在陝北的大山裡磨呀磨，碾呀碾，把它們磨個稀巴爛就好吃了。」毛澤東邊說邊用雙手作推磨的樣子，生動、形象又充滿智慧，幹部戰士們個個點頭稱是，心裡的疙瘩解開了。
現在胡宗南的軍隊已兵臨城下，但毛澤東還是那樣不緊不慢，「不要緊，來得及。大路朝天，各走一邊。他走他的，我走我的。他在那個山頭，我在這個山頭，怕什麼呀？」說得警衛員們一點辦法也沒有。最後還是彭德懷從前線趕回，粗聲粗氣埋怨了一大堆，毛澤東才最後下定決心離開，其時已是18日黃昏，延安西南方向的槍炮聲已清晰可聞。
毛澤東離開延安是下了很大的決心的。此時的他或許已經意識到，與延安這一別，就不知何時能再相見了。
毛澤東步子很慢，無限深情地望著這座陝北小城。彭德懷、習仲勛跟在毛澤東、周恩來後面，低著頭只管走路，一言不發。在表面的平靜中，無論是毛澤東、周恩來還是彭德懷、習仲勛，他們內心裡都是波濤翻滾，激流涌動。十多年前，延安是個落腳點，是萬里長征的落腳點；如今，延安又是一個出發點，是全國解放戰爭的出發點。在這裡，中國共產黨人經歷了中國前所未有、驚心動魄的歷史場面，如今，就要從這裡撤走，轉向另一個戰場！
到了延安機場，毛澤東拉住彭德懷的手說：「老彭，別送了，回吧。把屋子打掃乾淨，傢具擺好，我們還要回來的！」只見毛澤東眼圈紅潤，彭德懷也哽住了，好久才說：「主席，多保重！」
毛澤東鬆開手，扭頭大步流星向前邁開了步子！