靖邊縣城解放後，紅軍主力在李家岔一帶集結。劉志丹基於敵人的注意力還集中在南線的這一錯覺，出其不意地率紅軍主力兵團於7月10日東進到綏德縣小理河川三皇峁地區，令紅二十七軍紅二團隱蔽待機。
12日，敵四四九團第1營的一個連到王家溝偵察時，與我軍遭遇。敵人怕被消滅，潰逃到三皇峁的柳村疙瘩烏龜殼裡，憑藉寨內機炮連和營部的火力及其堅固工事頑強抵抗。
志丹決心殲滅該敵，命令我軍各部從西、南兩側發起攻擊。於13日上午10時攻佔柳村疙瘩制高點，斃敵70餘人，繳槍30餘支。正要準備消滅三皇峁之敵時，敵八十六師張廷芝騎兵營偷襲我軍後側，接應被圍殲之敵，置我軍於腹背夾擊之勢。在不利於繼續作戰的情況下，志丹命令部隊立即撤出戰鬥，轉移到秀延縣一帶隱蔽待機。
7月17日，前總獲悉敵五〇一團一營和五〇二團三營及張廷芝騎兵營到高家塌地區搶劫糧食及百姓財物這一消息後。志丹當即命令紅軍主力急行軍殲滅此股敵兵。在我軍猛攻猛打下，殲敵一個營，擊斃、擊傷、俘敵共300多人；繳獲長短槍300餘支，輕機槍18挺。殘敵逃回囫圇山寨。
8月1日，紅軍主力隱蔽集結在清澗縣袁家溝、花岩寺一帶，同時組織精幹突擊隊秘密穿插到吳家坡地區以殲滅慕家塬之敵。守敵是晉軍二〇六旅四一二團的1個連，與宋家川、幸家溝、郭家溝之敵遙相呼應。
前總命令紅二十六軍三團強攻慕家塬之敵，以此調動宋家川、幸家溝、郭家溝之敵前來增援。命其餘部隊分別設伏，全殲3路來援之敵。
8月10日拂曉，我軍按計畫發起攻擊，經過激戰，攻克了慕家塬碉堡，殲滅了守敵1個連。我步兵三團團長王世泰在強攻時負重傷。與此同時殲滅了三路增援之敵計1個營、2個連，共殲敵600餘人，繳獲長短槍600餘支。這一仗拔除了敵在這一帶的釘子，解放了當地群眾。