1947年3月，国民党军调集34个旅25万余人，向陕甘宁解放区发动“重点进攻”。其中，西安绥靖公署主任胡宗南所部15个旅14万余人从南线直攻延安。为了加强陕北地区的作战指挥，中共中央军委决定，所有驻陕甘宁解放区的野战部队和地方武装，统归中共中央军委副主席兼总参谋长彭德怀和中共中央西北局书记习仲勋指挥。同时，成立西北野战兵团，由彭德怀兼西北野战兵团司令员和政治委员，习仲勋任副政治委员，下辖第一、第二纵队、教导旅和新编第四旅，共2.6万余人。

西北野战兵团胜利完成了中共中央、人民解放军总部和人民群众安全撤离延安的任务后，实行诱敌深入的方针，依靠优越的群众条件和有利的地形，大打人民战争，运用“蘑菇”战术，集中优势兵力寻机歼敌，在粮食、弹药极端困难的条件下，连续赢得了青化砭、羊马河、蟠龙镇3次战役，歼国民党军3个旅及地方团队一部共1.4万人，给予国民党胡宗南集团沉重打击。

胡宗南集团损兵折将，士气低落，不得不“集结整补”。解放军西北野战兵团乘胡宗南接连受挫集结未动，于5月下旬发起陇东战役，向盘踞在陇东的国民党军马步芳、马鸿宾部发起攻击。

在取得第一阶段的胜利后，解放军西北野战部队又打响了解放环县的战斗。当时，环县的守军是马鸿逵的整编第八十一师。对此，解放军西北野战部队调整了部署：第一纵队并新四旅攻击环县县城，第二纵队协同；教导旅在环县城西一线阻击可能来援的国民党骑兵部队。

6月2日，解放军各部队从合水出发，沿环江而上，向环县急速前进。7日，西野各部开始对环县进行包围；9日，一纵、二纵在马岗子、孟家湾一线击溃了敌八十一师的一个团后，向环县城方向接近。敌整编八十一师见势不妙，便龟缩在环县城里，企图固守待援。环县虽不大，但其城防工事颇为坚固。除了城墙与城堡之外，敌人在环城的山头都构筑了碉堡。

6月13日，彭德怀把司令部设在离环县县城只有15里的王庙咀。为了更好地歼灭国民党整编第八十一师，彭德怀带着各部队指挥员到前沿阵地察看地形，实地研究攻城方案。14日，解放军在马坊川击毁敌运输汽车10辆，彻底截断了守敌的后勤供应。

15日，解放军一纵、二纵部队按计划夺取了县城周围的二十里沟口、三里湾、崔家塬、谷家塬、刘家塬等外围据点后，彭德怀发出总攻环县县城的命令：一纵三五八旅由环县西北向东南攻击；二纵独四旅由环县西南向王家塬主阵地攻击；新四旅也从环县西南向玉泉山攻击；一纵独二旅由环县北面向城东塬攻击；二纵三五九旅由县城南关夹击城东塬。此时，环县群众也纷纷行动起来，组织了向导队、担架队、运输队，支援前方子弟兵。

总攻一打响，为了方便指挥，彭德怀就率“野司”机关移至环县城西约6里的周家下塬。总攻开始后，彭德怀只带了随身的几个参谋和警卫员，深入到一纵指挥所附近指挥战斗。前线指战员听说彭总就在身边，士气特别高涨。经过激烈战斗，玉皇山被解放军相继攻克。15日晚8时，守敌在向解放军阵地发射了五六百发炮弹后，派重兵对玉皇山等阵地进行反扑。解放军沉着应战，打退了敌人的8次进攻，成功守住了阵地。

经过一昼夜紧张的争夺战，敌军伤亡惨重。16日午前，我三五八旅在独四旅的配合下，胜利攻占了敌人防守的核心阵地王家塬。新四旅则完全攻占了玉皇山。敌人失去了主阵地，顿时全线动摇，纷纷撤向城内。解放军发现后，立即组织炮火对逃敌发起攻击，消灭大部敌人。中午12时半，环县守敌残敌扔下各种重武器从城东塬向黑城岔方向狼狈逃窜。解放军各路攻击部队乘胜猛攻，一举占领县城，俘敌528名，并缴获敌待运的3辆汽车及各种弹药20万发、山炮4门。

彭德怀命令第二纵队追歼逃敌。逃敌先丢下重炮，再丢下轻重机枪，最后连步枪、手枪、马刀也丢掉不要了，只顾逃命。二纵越追越有劲，一直追出百余里，直追到洪德城和黑城岔周围，歼敌1100余人，缴获大批轻重武器以及装满粮食和弹药的汽车6辆。与此同时，敌人一个骑兵团赶来救援，遭解放军教导旅迎头阻击和重大杀伤。得知环县城即将被解放军占领时，该骑兵团随即仓皇逃窜。至此，解放军收复环县战斗取得了完全的胜利。