沙家店战役是我军战争史上一次意义深远的战斗，曾有学者评价：沙家店战役的胜利是解放战争时期陕北战场的转折点，更是我西北野战军由战略防御转入战略进攻的转折点。
1947年3月，国民党当局对中共中央所在的陕甘宁边区实施“重点进攻”，国民党西安绥靖公署最高长官胡宗南命令所部精锐23万人进犯陕北，妄图一举摧毁中共中央首脑机关。为了粉碎国民党军的“重点进攻”，我西北解放军采用运动战，在运动中捕捉战机，先后取得青化砭、羊马河、蟠龙镇战役的胜利，并乘胜包围了塞上重镇榆林。
胡宗南见状，急命国民党整编36师组成“快速兵团”赶赴榆林救应。国民党36师是胡宗南的王牌，其师长钟松是黄埔二期生，“最喜欢擅自发挥”，曾鼓吹要“一战结束陕北问题”。在受命援救榆林时，钟松深知胡宗南身边潜伏有中共谍报人员，于是他擅自改变行军路线，出长城，沿着沙漠行军，从而避过了我西北野战军主力的伏击区，快速抵达榆林城南郊。
我军虽未攻下榆林，但达成了吸引西北国民党军的战略目的。西北野战军司令员彭德怀为了迷惑敌人，摆出一副东渡黄河的架势。胡宗南果然上当，他认为共军正在“仓皇逃窜”，命令各军要“迅猛追击”，“勿失千载良机”。国民党36师经过长途急行军，沿途掉队人马很多，到达榆林时部队已经疲惫不堪，但第二天就接到胡宗南“迅速南下”的命令。虽然师长钟松认为部队非常疲累，建议修整，但被拒绝。当时36师苦无粮食，只得临时向榆林的银行借钱买粮。胡宗南答应立即从西安运来补给。于是钟松把部队的运输队和辎重队全部留在榆林等待补给，自己带着师部直属部队和第123旅、165旅的四个团轻装追击。不过，辎重队只是等来了一些大饼，而且由于天气炎热，不少大饼还发了霉。幸亏钟松指挥部队在镇川堡抢得了一部分老百姓还没来得及运走的粮食，才解了燃眉之急。
见钟松孤军深入，彭德怀集中了西北野战军8个旅的部队，在沙家店设伏，于8月18日发布了“以伏击姿态歼灭该地36师”的命令。
8月18日上午，国民党36师“前梯队”123旅和我西北野战军3纵交火，打响沙家店战役第一枪。我军且战且退，于黄昏时诱敌至乌龙铺北山。这时，钟松发现沙家店附近有我西北野战军主力，遂急令“前梯队”向沙家店靠拢。但123旅旅长刘子奇怕部队深夜移动会遭到伏击，仅令一个团先行驰援。这样，国民党36师被我军分割成两部分。
8月20日拂晓，彭德怀下达了总攻令。上午10时，国民党“前梯队”123旅进至常家高山附近与我军激战。刘子奇命令山炮营开炮，却发现12门山炮中只有3门还在军中，且炮弹只有40发，其他的山炮全部被留在行军路上了。战至14时，我军全歼该敌，刘子奇也被我军俘虏。
20日午后，我参战部队在沙家店向敌全线猛攻。战至18时，我军毙伤、俘虏敌6017人，钟松与165旅旅长李日基化装逃走。
8月23日，毛泽东到达西北野战军指挥部驻地向指战员们祝贺胜利，又在彭德怀陪同下，视察了战场。视察后毛泽东说：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，陕北战争已经“过坳”了。