1944年8月，皮定均奉命率豫西抗日游击支队挺进豫西，仅经月余奋战即在豫西打开了局面，会同兄弟部队建立了豫西抗日根据地。1945年10月，豫西支队开赴中原军区，被编为中原军区第一纵队第一旅，皮定均任旅长。

1946年6月下旬，蒋介石撕毁停战协议，悍然向解放区发动全面进攻，调集约30万军队进攻中原解放区。根据上级指示，中原军区部队主力向西突围，由皮定均率领的一旅担任掩护军区主力向西突围的艰巨任务。

皮定均接到掩护大部队突围的命令后，立即对所部进行了严密的作战部署。6月24日，中原军区的主力部队秘密向西突围，为迷惑敌人，皮定均率领一旅装扮成主力部队模样，大摇大摆地向东开进。国民党军果然中计，向一旅发起进攻。皮定均临危不乱，指挥部队沉着应战，抗击着几十倍于己的敌人。待主力突围后，一旅为了将敌人主力吸引过来，选择了一条敌人认为“最难”的路线进行突围。该旅在26日晚佯作向西突围追赶主力部队，跑出10公里后借助暴雨天气掩护突然向东移动，藏在刘家冲茂密森林中隐蔽。敌人主力根本没想到一旅会藏在他们眼皮底下，一路向西追去。28日2时许，当几万敌军向西搜索一旅时，皮定均率部突然从刘家冲森林杀出，突破了敌人的一道道封锁线，于7月1日摆脱追兵，转进大别山地区。

随后，皮定均率部奇袭吴家店，拿下了敌人的几个粮库，解决了军粮问题，将大批粮食分给了当地的贫苦百姓。当地群众在党的地方组织的领导下，很快为一旅指战员完成了“每人一双布鞋、两双草鞋和5天干粮”的支前任务。7月7日，一旅指战员经短暂休整后继续东进。

经三次战斗，一旅于12日进入安徽中部平原地区。经研究，皮定均决定继续向东前进，直奔华中解放区。

考虑到平原地区易遭到有着机械化优势敌人的围追堵截，皮定均决定连续急行军5昼夜，迅速穿过皖中平原。为此，部队进行了彻底的“精简”，炊事担子、公文箱、个人物品全部抛弃，每人只带枪支弹药、必备的干粮和一身单衣。为了加快行进，皮定均将全旅改为三路纵队，并肩前进。每个纵队前方是化装成国民党军的侦察队，负责摸情况、探道路，并负责沿途购买食品，留给后面部队。国民党军得到消息后，急调3个整编师和十几个保安团对一旅进行围攻，均被一旅击退或摆脱。7月18日，一旅在穿越津浦铁路时，遭遇国民党部队。皮定均临危不乱，果断指挥部队打了个伏击战，消灭了大批敌人。

随后，皮定均指挥一旅以每天百里的速度行军，通过淮南铁路进入安徽定远境内。在中共淮南地下党和群众帮助下，一旅越过最后一道封锁线，与淮南军区部队胜利会师。