1947年3月，国民党军队重点进攻山东和陕北，胡宗南部二十五万人马，在飞机大炮的掩护下向延安进攻，延安军民奋起自卫，开始了保卫延安的战斗。当时在陕北的解放军只有两万多人，在彭德怀副总司令指挥下，不计较一城一地之得失，以消灭敌人有生力量为目的，于3月19日主动撤离延安。就在胡宗南占领延安之后的第六天，解放军就在青化砭消灭敌31旅三千多人，活捉旅长李纪云以下两千六百多人。
青化砭战斗后，解放军又在羊马河、蟠龙两地连续歼敌两个旅，活捉旅长麦宗禹、李昆岗以下一万三千多人，缴获军衣四万余套、洋面一万二千余袋，及大量枪支弹药和骡马，装备了部队。5月14日，陕甘宁边区军民联合祝捷大会在真武洞召开，周恩来亲临讲话，说毛主席还留在陕北，亲自指挥我军作战，讲话极大地鼓舞了战士们的斗志。解放军西出陇东，北上三边，攻打榆林，又打沙家店，消灭敌人36师，毙伤师长钟松以下两千多人，活捉旅长刘子奇以下六千余人，解放军由内线防御转入反攻。
敌人南逃，解放军从佳县、米脂一直追到延川、延长，连续收复延川、延长、清涧、子长、绥德等五县城。在清涧战斗中歼敌76师五千三百余人，活捉师长廖昂、旅长张新以下四千三百余人。
1947年11月上旬，解放军二次攻打榆林，由于沙漠作战，天气又冷，敌人加强守备，故未攻下。傅作义、马鸿逵的援兵兵临城下，解放军弃城打援，歼灭马部18师四千余人。该年冬，解放军分别在绥德、米脂、安塞、志丹、清涧等地整训，开展以诉苦、三查为主要内容的新式整军运动。整训期间，为活跃部队文化生活，绥德“群众剧团”演出了山西梆子《苏三起解》、《打渔杀家》和《廉颇与蔺相如》等剧目，受到战士们的热烈欢迎。清涧庵上村的群众也于新春佳节组织秧歌队，给部队拜年。
为加强政治教育，西北野战军第一纵队政治部油印出版了《前线生活》小报，以服务部队为宗旨，反映部队情况，介绍工作经验，指导部队政治工作，它是纵队党委的机关报，具有指导性和综合性，与旅团报纸具有不同的特色。
1948年是大反攻的一年。3月1日，解放军在宜川瓦子街战役中，消灭敌29军三万余人，击毙其军长刘戡、师长严明、旅长周由之等五千余人，其余全被活捉，无一漏网。
1948年夏，解放军从黄陵等地出发，连克旬邑、彬县、扶风、岐山、凤翔、宝鸡等地，灭敌76师一万多人，击毙76师师长徐保，活捉八千多人。胡宗南慌了手脚，除命令原先增援洛川的八个旅迅速返回关中外，还命令第17师何文鼎部连夜撤离延安和洛川，迅速返回西安。解放军于4月22日收复延安。1949年5月20日西安解放，扶郡战役消灭胡宗南部四万余人。8月26日兰州解放，消灭马步芳部三万余人，促使青海、宁夏、新疆等地相继解放。