敵遭到突然襲擊，驚慌失措暈頭轉向，錯誤地判斷我軍主力要北上與神府紅軍會合。於是慌忙在黃河兩岸調兵遣將，增兵布防，妄圖與我軍主力決戰。
我軍乘敵立足未穩之際，調頭南下到綏德縣城東新莊一帶隱蔽集結，甩開了敵主力，決定在定仙墕一帶圍點打援。
駐定仙墕守敵是晉軍二〇六旅四一二團1個營，被我游擊隊，少先隊包圍已久，處於彈盡糧絕之困境。只要縮小包圍圈，就會迫使敵派援兵解救，而我軍可收事半功倍之效。
總部決定紅二十六軍二團主力在王家新莊東北構築工事，抗擊增援之敵，阻止他們與定仙墕守敵會合；抗日義勇軍與紅二十六軍三團在老舍窟疙台一帶待命，看信號出擊；紅二十七軍一、二團隱蔽在馬家墕、井兒墕、劉家窪、寨溝一帶，見信號出擊；第二五縱隊和五支隊向棗林坪方向偵察警戒。
在志丹卓越的指揮藝術調動下，敵晉軍正太護路軍第三旅馬延壽率第六團，渡過黃河，沿西岸而下，宿營於棗林坪，進入我軍早已布好的天羅地網中。
8月24日10時，敵軍稀里糊塗行進到定仙墕附近，當進到石墕疙台山腰時，被紅二十六軍二團以強大的火力堵住去路。這時前總發出總攻信號，各伏擊部隊當即遵照作戰方案猛撲敵陣。
敵在驚慌忙亂中用迫擊炮、輕重機槍拚命向二團陣地進攻，妄圖突破我軍防線，與定仙墕之敵會合，避免被我軍一舉殲滅。前總命令紅二十七軍一團派一連堵截敵退路，令預先編好的突擊隊以及由紅二十七軍二團團長路文昌、政委李宗貴挑選的40多人組成的敢死隊，插入敵團部指揮所，以破壞其指揮體系。頓時，喪失了領導中樞的敵軍就象無頭蒼蠅，亂成一團，各自逃命。
在我軍三面衝殺下，敵軍被逼到距山下不到5公里的絕路上。激戰到14時，戰鬥結束，全殲該敵。
這一仗，斃、傷敵副團長齊梅英等200餘人，俘敵1800餘人；繳獲八二迫擊炮6門，重機槍12挺，長短槍1500多支；騾馬80多匹及其他軍用物資。
定仙墕的圍點打援，開創了陝北紅軍在一次戰鬥中殲敵1個整團以上兵力的紀錄。這次戰鬥的準備工作非常充分，偵察周密、判斷正確；兵力使用得當，戰場選擇理想，火力配備嚴密。
戰鬥中充分顯示了我軍指戰員英勇頑強不怕犧牲的大無畏精神，充分發揮了我軍各部隊善於獨立作戰的特點。並依靠廣大人民群眾和地方武裝力量，使敵人耳目閉塞，糊裡糊塗掉進我軍預設的陷阱。
這次戰鬥時間短、傷亡小、繳獲的軍用物資多、俘虜的敵官兵也多。此仗使敵如驚弓之鳥，一部分龜縮到黃河東岸，部分回宋家川、棗林坪、石堆山、綏德縣的三十里鋪等堡壘中。這一仗鞏固了我後方根據地，對我紅軍下一步在南線殲滅東北軍創造了有利條件。
這一仗，是粉碎敵人第二次「圍剿」中最大的一仗，最後的一仗，也是準備粉碎敵第三次「圍剿」的良好開端。
這一仗，說明了陝北紅軍的成長、壯大和戰略戰術思想的逐漸成熟，這是我們從戰爭實踐中摸索、總結出來的適合陝北實際情況的戰略戰術的正確而嫻熟的運用。
在粉碎敵人對我陝甘蘇區第二次「圍剿」的全過程中，劉志丹同志作出了光輝的貢獻。事實證明了他所採取的軍事戰略戰術之英明、正確。他堅定的共產主義信仰，卓越的領導才能，身先士卒，勇於自我犧牲的高尚品德，贏得陝北紅軍和陝北人民的衷心崇敬和愛戴。
「正月里來是新春，陝北出了個劉志丹。劉志丹來是清官，他帶上隊伍上了橫出，一心鬧共產。」年年月月唱至永遠的民歌，表達了百姓的心聲。