彭德懷在青化砭布下「口袋陣」，「裝進」敵三十一旅；羊馬河虎口奪食，硬是從敵十個旅中間吃掉了敵一三五旅；蟠龍「啃骨頭」，全殲敵一六七旅，難怪人們都說「胡蠻胡蠻不中用」！
胡宗南大軍進佔延安後忘乎所以，到處揚言西北野戰兵團「不堪一擊」，已「倉皇北竄」，隨即將其前進指揮所由洛川移至延安，叫嚷「三個月內消滅陝北共軍」，「六個月消滅全國共軍」。但是，胡宗南自己心裡非常明白：西北人民解放軍的主力，不但完整無損，而且戰鬥力還在不斷提高，如果不把解放軍徹底消滅，延安是呆不長的……
於是，胡宗南便集中主力，四處亂竄，企圖尋找我軍主力進行決戰，妄想「肅清延水以北」共軍，但卻偵察不到野戰兵團主力的動向。
中共中央在撤離延安時，就預計到敵占延安後必然驕橫，指示西北野戰兵團集中兵力打運動戰，以一部兵力同敵軍保持接觸，誘敵深入，主力隱蔽延安東北方向待機。彭德懷和習仲勛將野戰兵團主力集結在延安東北的甘谷驛、青化砭地區，以第一縱隊獨一旅的二團二營在延安西北誘敵迷敵，並同敵人保持接觸，佯作掩護主力撤退之勢，誘敵主力上安塞。當胡宗南部發現延安西北我軍時，誤認為野戰兵團主力向安塞方向撤退，便以整編第一軍的第一師、第九十師五個旅的兵力，由延安沿延河兩岸向安塞前進，於24日佔領安塞。為保障其主力的側翼安全，整編第二十七師的三十一旅（欠第九十一團），由臨真鎮向青化砭前進，建立據點。
早在3月21日晚，我野戰兵團電台截獲並破譯了胡宗南發給三十一旅的電報，獲悉敵軍的行動計畫。彭德懷接到電報，意識到戰機來了，立即召集習沖勛、張文舟、徐立清到作戰值班室查看地圖，分析研究敵情。彭德懷見敵第三十一旅比較孤立，又是敵側翼，警惕性不高，便決心採取伏擊戰術，首先殲滅該旅，打好撤離延安後的第一仗。他對大家說：「好哇！敵人終於送上門來了，一定要把這個傢伙吃掉！你們要好好掌握第三十一旅的行動。」
22日上午，彭德懷、習仲勛接連向中央軍委報告：胡宗南21日令三十一旅經川口渡延水，進至青化砭築工據守，限24日到達。「我軍擬以伏擊或乘其立足未穩徹底殲滅該旅」。與此同時，野戰兵團各縱隊、各旅受領任務後，均按指定地點隱蔽集結，並封鎖消息。
彭德懷把部隊部署在青化砭附近蟠龍川東西兩側及以北地區。第一縱隊在川之西山，第二縱隊和教導旅在川之東山，北面新四旅在青化貶東北，構成了對沿咸榆公路北進的敵軍張開口的口袋陣。只要敵人進入口袋，那就穩操勝券了！
青化砭位於延安東北50餘里處，在一條40多里長東北走向的蟠龍川中。
咸榆公路沿大川而上，穿過青化砭。這條公路兩側是連綿起伏的山地，便於疏散隱蔽部隊，是打伏擊戰的理想戰場。為了保證初戰的勝利，提高部隊的士氣，穩定當地老百姓的情緒，打擊胡宗南的囂張氣焰，彭德懷率領主要領導到青化砭實地察看了地形，在現地分配戰鬥任務，具體部署兵力。大家看過地形後，都很佩服彭德懷布下的口袋陣，並對打好這場伏擊戰充滿了信心。
離開布兵現場時，彭德懷交代各級指戰員：「這次伏擊戰能否打贏，關鍵在兩個方面。一是要注意隱蔽，千萬不要讓敵人知道我軍設伏了。二是當敵人進了口袋後，要不顧一切地殺向敵人，要猛！要快！乾淨利索地將敵人殲滅在溝槽子的公路上。」
3月24日，是敵人預定進入伏擊地域的時間。這天凌晨，春寒料峭，冷氣襲人。可野戰兵團的指戰員們早已伏在冰冷的山嶺上，緊握鋼槍，嚴密注視著河川，隨時準備打擊敵人。可是，從天明到下午5點，一直沒有敵軍的蹤影，難道敵人發現了我軍企圖？或是敵人改變了行動計畫？彭德懷估計敵人當晚不會進入伏擊地域，命令部隊下午6時撤出陣地，進行休息。
靜待了一天的指戰員見敵人未來，開始議論紛紛。有的懷疑是不是什麼人走漏了風聲？有的覺得敵人的情報不可靠？有的戰士還風趣地說：「敵人說來就來了，他們又不聽你指揮！」
彭總十分理解大家的情緒，向大家作了些解釋。他對大家說：「這裡是老革命根據地，群眾基礎很好，要堅信根據地的群眾是不會走漏消息的。那麼，敵人今天怎麼沒來呢？目前還沒有可靠的情報。很可能是敵人補充糧食推遲了一天。敵人是一定會來的。」
他說：「胡宗南雖是個草包，但是他的主力由延安北上安塞之後，需要派兵確保其翼側安全，這點軍事常識他還是懂的，不然怎麼還能撈個陸軍上將噹噹呢！咸榆公路是陝北唯一的一條公路，他能不走嗎？今天伏擊不成不要緊，就當是我們的一次預演吧！大家一定要有耐心，不要麻痹大意！」彭總的分析，入情入理，說得大家心服口服。
當晚，彭德懷和習仲勛向毛主席和中央軍委報告：「敵三十一旅24日到達拐峁，停止前進，可能是待補糧食，我們明日仍按計畫部署待伏三十一旅。」
同時，彭德懷和習仲勛電令各縱旅指揮員：明日我軍仍以伏擊之勢，按24日部署堅決執行伏擊，必須耐心認真布置，勿因敵一二次不來而鬆懈戰鬥準備。
原來，胡宗南第三十一旅在川口營地補給，暫時停止前進。第三十一旅進至拐峁鎮時，探知青化貶附近有不少解放軍。旅長李紀雲當即電告胡宗南。胡不但不相信所報情況，反覆電斥責說：「貪生怕死，畏縮不前，非軍人氣魄，絕對要按規定北進，迅速佔領青化砭，否則以畏縮不前論罪。」
3月25日上午6 時，敵旅長李紀雲率第九十二團戰戰兢兢地由拐峁鎮繼續向北前進。兩架野馬式偵察機到青化砭，它們一個山頭一個山頭地盤旋，發現有疑點就掃一通機槍，或者投兩枚炸彈，在山頭上炸起一股股衝天土霧。由於西北野戰兵團知道敵人將來了，都隱蔽得很巧妙，所以偵察機在山頭上沒有發現什麼。李紀雲還不放心，飛機剛走，又派出偵察隊分別沿咸榆公路左右兩側山地搜索前進。兩側搜索隊走得很艱辛。偶爾看到風吹草動，就大聲吆喝：幹什麼的？出來？不出來老子槍斃你！
李紀雲的大隊人馬，是在偵察隊起程後才上路的。當偵察隊已到達青化砭時，他得知這一帶確實沒有「共匪」，便分兩路大模大樣地向前走，機槍、小炮裹著槍衣，還捆在馱子上。
10時左右，其先頭部隊進至青化砭附近，後衛過了房家橋，整個行軍縱隊完全進入彭德懷布下的伏擊圈內。
突然，三顆紅色信號彈騰空而起，「嘀嘀達達……」一陣嘹亮的軍號劃破了山川的寂靜，西北野戰兵團按預定部署，在石綿羊溝緊緊封住袋口，攔頭斷尾，東西兩側部隊以排山倒海之勢猛烈夾擊敵人，迅速將敵人壓在不到七公里長，只有二三百米寬的川溝里。
敵整編第三十一旅在踏上陝北土地後，還沒有遇到過如此突如其來的打擊，不光士兵們慌了，就是指揮官們也懵了，全亂了陣腳，被解放軍打得暈頭轉向。彭總站在指揮所的高地上，拿起望遠鏡，一邊觀察，一邊說：「敵人佔了延安，給他背上一個包袱，我們卻變主動了。雖然敵人的兵力多於我們十倍，但我們可以做到最大限度地集中，在一個局部，具體戰場上，我們又比敵人佔優勢。今天讓他嘗嘗我們的厲害！」
戰鬥快接近尾聲時，有位叫尹玉芳的排長帶領所屬七班衝到河岔，見五六十個國民黨軍窩在一起向他們開槍，尹玉芳一抬手便將一名正在向自己這邊開槍的士兵打倒在地，並高高舉起一顆手榴彈大喊：「繳槍吧，這樣可以得到優待，否則你們都別想活。」
看到他手裡的手榴彈，這群國民黨兵嚇壞了，但卻不舉手投降。尹玉芳發現許多國民黨兵都用膽怯而帶乞求的眼光望著一個年齡較大，穿馬褲的大個子軍人。這個大個子雖然沒穿軍上衣，也沒佩戴軍銜，但很明顯是個軍官。
尹玉芳盯住這個大個子軍官，厲聲喝道：「再不繳槍，我就拉弦了！」
大個子還是沒動，但他身邊的士兵卻把手中武器放在地上，舉起雙手投降了。
尹玉芳讓七班戰士焦萬山看管敵人放下的武器，自己招呼其他戰士衝上前俘虜了這些士兵，並繳了大個子軍官的槍。
尹玉芳覺得這個軍官的馬褲有點溪蹺，便大聲問道：「你是幹什麼的？」
「我，我是一名伙夫。」
尹玉芳一把抓起他的手，手掌手背都細皮嫩肉的，便問：「伙夫有這麼光光滑滑的手？老實交待，到底是幹什麼的？」
「我，我……是伙夫。」
「放狗屁！」尹玉芳真想上前扇他幾個耳光，手剛一揚起來，就想起了俘虜政策，不得不停住了。他只得將他押到團部，並讓團部好好審訊這個人。
經過仔細盤問，這個人正是第三十一旅旅長李紀雲。
這次戰鬥只用了一個多小時，敵三十一旅直屬隊和九十二團2900餘人全