在中央紅軍到達陜北的前夕，蔣介石調集東北軍的11個師和第84、第86師和山西晉軍的5個旅共10萬人的兵力，于1935年7月對我陜甘根據(jù)地發(fā)動第三次“圍剿”，企圖消滅陜甘紅軍，徹底摧毀陜甘根據(jù)地。8月，紅軍集中主力于北線打擊敵人。9月18日，位于鄂豫陜的紅25軍轉移到延川的永平鎮(zhèn)，同紅26、紅27軍會師，合編為紅15團，徐海東任軍團長，程子華任政治委員，劉志丹任副軍團長兼參謀長，高崗任政治部主任，下轄三個師，共7千余人。10月19日，中央紅軍第1、第3軍團勝利到達陜甘根據(jù)地的保安縣吳起鎮(zhèn)，勝利地結束了長征。11月3日，根據(jù)黨中央的決定成立了西北革命軍事委員會，毛澤東任主席，周恩來、彭德懷任副主席，并將紅15軍團編入紅1方面軍，彭德懷任司令員，毛澤東任政治委員，轄第1、第15軍團，共約1．1萬余人。

中央紅軍勝利到達陜北，蔣介石極為不安，其調集東北軍5個師的兵力，以董英斌部4個師為西路，自慶陽、合水出動，經太白鎮(zhèn)沿葫蘆河東進；以王以哲部1個師為東路，先由洛川前推，然后經羊泉鎮(zhèn)沿葫蘆河西進，企圖東西對進，圍殲我軍于葫蘆河、洛河之間地區(qū)。為粉碎敵人新的進攻，毛澤東、彭德懷決定，集中兵力，向南作戰(zhàn)，首先在直羅鎮(zhèn)一帶殲滅沿葫蘆河東進之敵一部，爾后轉移兵力，各個殲敵。

11月20日，在飛機的掩護下，敵先頭部隊第109師兵分三路沿葫蘆河谷及南北山地向直羅鎮(zhèn)進攻，紅軍以一部兵力節(jié)節(jié)抵抗，逐漸將敵誘入直羅鎮(zhèn)，進入了紅軍預設的戰(zhàn)場之內。11月21日子夜，紅1方面軍主力分別由待機位置向敵展開，并于拂曉時突然向敵發(fā)起進攻。第1軍團從正北和西北方向，進攻直羅鎮(zhèn)北山，斷敵退路；第15軍團從西南、正南和東南三個方向，進攻直羅鎮(zhèn)南山及東南地區(qū)，阻敵東逃。激戰(zhàn)至14時，敵第109師大部被殲，其殘部500余人退入直羅鎮(zhèn)東南土寨負隅頑抗。此時，敵東西兩路援軍已迫近直羅鎮(zhèn)。為繼續(xù)殲敵，紅1方面軍以少數(shù)兵力圍困敵第109師殘部和阻擊西援之敵第117師，主力則向西迎擊東援之敵第106、第111師。該兩師遭我阻擊后，因害怕被殲，于23日紛紛沿葫蘆河西撤。紅1方面軍乘勝追擊，在張家灣地區(qū)殲敵第106師1個團。被我軍包圍在直羅鎮(zhèn)東南土寨的敵第109師殘部待援無望，于23日午夜分路突圍，24日上午被我軍全殲，擊斃敵第109師師長牛元峰。至此，直羅鎮(zhèn)戰(zhàn)役勝利結束。

此役共殲敵1個師又1個團，俘敵5千余人，粉碎了敵人對陜甘根據(jù)地的第三次“圍剿”。直羅鎮(zhèn)戰(zhàn)役的勝利，鞏固了抗日的前進陣地，給黨中央把全國革命大本營放在西北的任務，舉行了一個奠基禮。