这时，刚从晋绥调来参战的第2 纵队和教导旅，埋伏在公路以东，新4旅从青化砭向南，布成口袋阵。
果然，胡宗南中计，误认为我军主力布在安塞。于是，他除亲率前沿指挥所从洛川赶往延安督战外，并令第1 军军长董钊率第1 师和第90 师共5旅兵力，向安塞攻击前进。
3 月24 日早晨，除了第2 纵队和教导旅按部署进入伏击阵地外，廖汉生、张宗逊命令主力358 旅进入伏击阵地，独1 旅对延安和安塞之敌进入警戒。
当时，我军在积雪未消、寒风刺骨的山中趴了一天，只见敌机高空侦察，但不见公路上敌军的影子。后来查明，敌军干粮不足，推迟行动一天，我军只好于黄昏回原集结地休息。
八、三战三捷
次日拂晓，我军按原地位置继续进入阵地设伏待命。上午10 时，敌整编31 旅和另1 个团全部进入青化砭伏击圈。突然间，我军伏兵四起，枪炮齐鸣，手榴弹和炮弹在敌群中开花。敌军本来负荷很重，连续行军疲劳不堪，突然遭到伏击，顿时一片混乱，完全失去指挥。