陳謝集團主力進攻潼關，並控制了由新安到靈寶的一段隴海路，半個多月連克數縣，殲滅敵軍2萬餘人。蔣介石大為震驚。9月20日蔣介石親臨西安部署防禦，胡宗南也從陝北趕回西安。為了守衛關中，國民黨統帥部從大別山空運整65師到西安，並從陝北、晉南調回了一部兵力。謝甫三因指揮不力，被蔣介石撤職，由裴昌會擔任陝東方向指揮。國民黨軍增強了潼關方向的守備，陳謝要向西進，肯定會遭遇惡戰。
毛澤東審時度勢，看到潼關一帶集結敵軍10個旅，我軍難於得手；東面李鐵軍兵團只有6個旅，較為分散，23日致電陳謝，要他們調轉方向，回頭向東打新安，消滅整15師。命令4縱12旅和38軍17師進軍陝南，恢複根據地。38軍主力在陝縣、靈寶地區剿匪，鞏固新區。陳賡執行毛澤東的指示，9月26日率4縱主力從陝縣隱蔽東進，悄悄到達澠池以東的鐵門鎮附近。
我主力隱蔽東移到澠池以東時，敵人第5兵團還茫無所知，還以15師向新安、鐵門，第3師向宜陽前進。10月2日，我軍就勢在鐵門殲滅了敵15師的64旅。隨後又在韓城鎮一帶給了回竄洛陽的第3師以重大殺傷。
此後，敵在洛陽集中了3師、20師等10個旅，在潼關集中了1師、38師等8個旅，妄圖再度從東西兩面夾擊我軍，恢複隴海路的交通。
這時，毛澤東指示陳、謝：「除留一部在隴海路牽制敵人外，主力應從隴海路南下，殲滅豫西各縣的反動武裝，開闢根據地；派人跟蹤南下，則尋機分別殲滅之，但要打有把握之仗。」毛澤東還指出，不要怕敵人佔領隴海路，只要在東面南面打開局面，大量殲滅敵人，胡宗南雖占隴海路，但兵力分散，我軍即能再殲敵軍，重占隴海路。
毛澤東的這個指示又是十分英明的。如果陳謝兵團當時就和敵人爭奪這一段隴海路，會陷於被動，難於發展。轉師向南，乘虛殲滅豫西各縣分散守備之敵，開闢廣大地區，既能創立根據地，使作戰有所依託，又能東向平漢路，直接配合挺進中原的主力作戰，這是從中原大局著眼的極為有力的一種安排，並且敵人佔領隴海路後兵力分散，又便於我軍回師殲滅。
陳、謝根據毛澤東的指示，10月底開始南下，11月1日至5日連克寶豐、魯山、南召、方城、葉縣、臨汝、郟縣、登封諸城。解放臨汝、郟縣的戰鬥，殲滅了敵15師殘部，活捉了15師師長武廷麟。
武廷麟在國民黨軍隊中是善於防守的，但在我軍面前卻變成了逃跑將軍。我軍在鐵門殲敵64旅時，他南逃臨汝。
當我軍11月1日急襲臨汝的時候，他又丟掉他的部下逃到郟縣。但他剛到郟縣，我軍即已兵臨城下，把郟縣包圍起來。這次，他再也跑不掉了，乖乖地做了我軍的俘虜。
敵人為了破壞我軍在豫西的展開，以3師、20師等5個旅的兵力尾我軍南下。當我軍快要解決郟縣戰鬥的時候，這5個旅的先頭部隊離城只有3里地，陳賡、謝富治沉著鎮定，指揮部隊全殲了敵人後才撤出城外。