第一次榆林战役失败后，西野主力暂时隐藏在归德堡、镇川堡、佳县组成的三角区域中的于家山、高家沟两地。
当时的胡宗南分析，西野主力经此挫败，势必会选择东渡黄河，他急急忙忙下达命令，一定要将西野主力歼灭在三角区域中，勿失此千载良机。
1947年，8月15日。
胡宗南整1军、整29军两大主力会师绥德，距离三角核心区仅剩40公里。
当天，胡宗南就传来了作战命令：
榆林方向：钟松的整编第36师，马上南下。绥德方向：刘勘率领整编第90师，马上北上。
两支军队南北对进，预计围歼活动在三角区域中的西野主力。
在榆林，钟松已经收到了胡宗南转蒋校长的电文。
此次首战即是决战，荡平西野主力的不世之功属于整第36师。大家全速南下扫荡，吃的方面蒋校长全力解决。
那几天，榆林上空上演了一幕天降大饼的好戏。至于，这大饼有没有进入国军嘴里，不知道。
但整第36师的每一位将士都兴奋的嗷嗷叫。
彼时，干了鸡汤的钟松大军，放弃辎重装备，全军轻装奔袭，快速南下。而西野主力也并不好受。
从陇东打三边，扑了个空。
从三边打榆林，又受阻撤退。
尽管彭德怀不停让各纵队司令做好思想工作，大家还是觉得心里憋屈。
不仅如此，二纵部队更是饿的前胸贴后背，二纵司令王震罕见的向彭老总提出了建议：
搞点吃的吧，二纵进攻榆林消耗太大，大家实在饿的受不了。
彭老总也是直爽人，吃的克服，下一场打赢了，啥都满足。
风雨之夜，伺机而动。
西野主力在18日当天，冒着倾盆大雨在沟壑中前进，历经千难万险，成功抵达指定位置。
胡宗南想不到的是，国军在南北夹击的同时，彭德怀已经做好了完全的准备。在那个三角地带，西野主力分别掩藏在山区各地。
第一纵队：在上盐湾与镇川堡间，小部在三岔、归德堡节节引敌进至上盐湾东北高地扼制之。
第二纵队：集结石窑坪附近，均在镇川堡西北。
第三纵队：集结庙梁附近；
教导旅、新4旅：在赵家卯附近准备集结，赵家卯、唐家沟、周家险线。
此次，彭德怀决心在归德堡以南的岔路河道口鱼河堡、上盐湾山区伏击钟松这支南下军队。
8月15日。
钟松放弃了重武器，全师轻装行军，物资均赖空运。
一向喜欢走大路的国军，在钟松带领下，钟松南下的整第36师放弃了以往沿大路行军的习惯，全军沿着无定河南岸搜寻进军。彭德怀迫于西野主力在河北岸，南岸部分部队隔河攻击效果不大，也无法完成包抄，命令埋伏在鱼河堡、上盐湾山区的解放军按兵不动，放弃了进攻的打算。
8月17日。
抵达镇川堡的钟松收到命令，目前东部刘勘的部队已经进抵佳县南部地区牛圈沟一带，让他向东回旋包抄，力图将西野主力压缩到佳县一带一并解决。
镇川堡到佳县，中间只有一条较为宽敞的大路。其余小路皆崎岖难行，不利于军队成群行军，反而有被歼灭的危险。
所以，此次钟松向东回旋的选择仅有一条，而且彭德怀料定钟松一定会走大路。
这一次，他选中的埋伏点是沙家店。
一个贯通南北小路的关键小镇。
彭德怀为此作了精心的作战部署：
第一纵队集结于高柏山、老虎圪塔地区，待第三纵队打响后，主力绕至沙家店东南地区，由西南向东北攻击，配合第二纵队等部先歼灭钟松的后梯队，尔后集中兵力再打他的前梯队。
第二纵队及教导旅、新编第4旅进到东沟、高家圪塔、宋家井地区集结，待第三纵队与钟松的前梯队接触和第一纵队切断该梯队退路后，向钟松的后梯队发动猛烈攻击。
第三纵队并指挥绥德军分区第4、第6团进至当川寺南北高地，牵制钟松的前梯队并准备阻击刘戡部增援。
8月18日。
各参战部队冒着大雨抵达预定埋伏区域。
而钟松在收到向东回旋的命令后，将部队分为了两个梯队：
前梯队：第123旅、第165旅第493团
后梯队：整第36师师部、第165旅
18日的当天，敌第123旅旅长刘子奇带领前梯队沿着大路前进，一路畅通无阻，进抵乌龙堡之后，我军突然发起进攻，敌军的这股前梯队鏖战至黄昏时分，仍旧无法向前推进一步。后由于佳县一带刘勘的第55旅驰援，我军才选择撤退。
但经过此一役，敌人的这支前梯对已经不敢在贸然前进，当晚两旅一团在乌龙堡北山山梁构筑工事，就地休整。
8月19日。
钟松带领后梯队从镇川堡出发。
下午，钟松进抵沙家店一带时，西野主力骤然云集，钟松的整第36师师部、第165旅很快陷入重重包围中。
他下令停止进军，在沙家店东部的泥沟和张家坪两个村子之间构筑防御工事，企图阻击我军的进攻。
深夜一点，钟松越想越不对劲，急电刘子奇，马上西返驰援。
“从本日下午以来，解放军分几路逐渐向沙家店前进，可能是其主力，有围攻师部的企图，第一二三旅迅即向沙家店靠拢。”
刘子奇心里大骂，此时已经是深夜，贸然西返岂不是羊入虎口，死无葬身之地？
但军令如山，刘子奇命令附属的第165旅第493团团长蒋铁英作为先头部队，连夜冒着大雨急行驰援师长钟松。
不过，钟松的呼喊，最后还是成为了绝命哀歌。
8月20日。
彭德怀下达了总攻命令，作为主攻的第一、第二纵队朝着敌军防线发起猛烈进攻，两军交战至下午五点，钟松师部以及第165旅大部被消灭，仅有钟松和旅长李日基脱下军装，在警卫的保护下逃脱。
当天，东部的常家山高地战场，敌人的第123旅和第165旅第493团，在向西驰援中，拼命冲击沙家店和乌龙铺中心处的常家山高地，教导旅和新4旅拼死阻击，将这支救援部队盯死在了山谷中，寸步难行。
双方激战至黄昏，敌第123旅被团灭，旅长刘子奇被俘虏。（至于第493团，尚未有资料记载具体情况）
此次围歼战，西野消灭国军6000多人，大获全胜。
8月23日。
西野及中央机关在佳县前东原村召开了旅以上干部会议。
毛主席在会议上高兴地说：
“沙家店这一仗确实打得好，对西北战局有决定意义，最困难的时期已经过去了。用我们湖南话来说，打了这一仗，就过坳了。”
“侧水侧敌本是兵家所忌，而我们彭老总指挥的西北野战军英勇奋战，在短短一天时间里，就取得了空前的胜利。”
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