1935年10月19日，中央红军长征到达陕北吴起镇，与红十五军团会师。国民党当局调集五个师的兵力，分东、西两路向我军进攻，妄图11月20日，敌一○九师沿葫芦河川，在飞机掩护下窜进了直罗镇。次日拂晓，红一军团由北向南，红十五军团由南向北，向直罗镇发起猛攻。上午11时，我军攻入直罗镇，敌师长牛元峰率残部500余人狼狈逃窜至寨子山，我军随即将其团团围困。当晚，敌军从东、南、西三个方向增援，均被我军分兵阻击，不能前进。我军主力在向西迎击敌援兵时，于张家湾歼敌一○六师六一七团。

23日晚，寨子山残敌待援无望，仓皇出逃，师长牛元峰于逃跑途中被击毙，其余残敌全部被歼。直罗镇战役歼敌一个师又一个团，共计6200余人，并缴获了大批0弹药。

直罗镇战役的胜利，彻底粉碎了敌人对陕北根据地的第三次“围剿”，给党中央把全国革命大本营放在西北的任务，举行了一个奠基礼。