(1948年3月5日至4月12日)
宜川、瓦子街战役敌军主力被歼，阻止我军南进的“重点机动防御体系被击破后，渭河南北、洛河两岸，延安以南20余县的广大地区，仅有135旅，整编第2旅、新编第9旅、骑兵第2旅共4个旅分散驻守铜川、耀县、三原、咸阳、临潼等地。新拼凑的第61旅守备洛川；其整编第17师守备延安孤城；黄龙山麓之黄陵、宜君、白水、蒲城、澄县、邰阳、韩城、石堡地区，仅有敌3个保安团及各县保警队守备。敌军后方空虚，胡宗南不得不“剜肉补疮”调回豫西之整编第1师、第30师、第36师、第65师、第38师及汉中的第203师至西安附近守备，以确保西安。但4个师尚在潼关以东，1个师在空运西安中。
宜川解放后，黄龙山广大地区随之迅速解放。西北人民野战军进行了短促的组织整顿后，决乘胜向南发展进攻，发起黄龙山麓战役。以扫清渭河以北分散守备之敌，截断延安、咸阳公路，继续扩大战果，扩大我军的政治影响，促使裴昌会兵团迅速回陕，更孤立延安守敌·巩固老解放区，巩固与扩大黄龙新解放区，解决我军粮食问题。战役计划及部署如下：
1．第1、第4纵队由张宗逊副司令员统率，3月5日晨向崾峻镇敌72团攻击前进，歼灭守敌后向黄陵、宜君发展进攻，并首先夺取宜君，尔后以一部兵力控制宜君至铜川之间要点，主力即围攻黄陵歼灭守敌，准备向南阻击敌援军，向北堵击可能由洛川逃跑之敌；
2．第2纵队于3月5日晨向石堡攻击前进，歼灭陕西保安第1团，相机夺取澄县、白水，并歼灭该地区反动地方武装后，集结于白水、澄县机动地区，准备歼敌援军；
3．第3、第6纵队，以夺取洛川为目的，3月6日晨分道前进。第3纵队经旧县镇向洛川开进，主力进至洛川城东及城北，并以一部控制交道镇，对延安之敌侦察警戒，阻击可能由延安退逃之敌；第6纵队取道洛(川)宜(川)公路经旧县镇以南开进。主力进至城西及城南，以一部控制洛川以南之交口河地区。各纵队于3月9日完成围城部署后，即围攻洛川城，歼灭守敌；
4．以上各纵队完成当前任务后，如敌援军来援，则相机歼灭之，如援军不到，则西进开辟麟游山区根据地或北上歼灭敌第17师收复延安。
3月5、6两日晨，我军按预定计划开进。第1、第4纵队于3月10日向宜君攻击。宜君守敌乘我未将西门封锁之际，于10日向西突围逃窜，我遂占领宜君，但仅俘敌10余名，未能将敌追歼；我第3、第6纵队，于9日完成对洛川之包围，当晚即发起冲击，外围之敌逃入城内。10日晚，我军再次发起攻击，守敌拼死顽抗，同时因我攻击部队骄傲轻敌和天雨阻碍，两次攻击未克，遂构筑工事，准备再攻。我第2纵队于8日西渡洛河，歼灭了敌地方武装400余人。9日进至蒲城附近，准备攻击蒲城。
我军围攻洛川，解放黄陵、宜君，进迫蒲城，使胡宗南急令由豫西回撤之整编第1师、整编第34师、整编第36师、整编第38师、整编第65师等8个旅统由裴昌会指挥，组成第5兵团，由灵宝、陕州迅速回陕，以保守西安并相机增援洛川。其先头第36师第28旅及123旅于11日增防蒲城，保障其主力之机动。
根据上述情况，我军除以第3、第6纵队继续积极围攻洛川，诱敌北援外，第1、第4纵队就地集结，第2纵队撤至白水县附近集结，准备歼灭可能北援之敌。
困守延安之敌整编第17师于3月26日以独立第48旅(欠143团)附陕西保安第11团南下声援洛川，27日一进至甘泉。正当我军准备乘敌继续南进，以主力歼灭该敌于运动中，敌突然于31日回窜延安。
由于洛川敌军凭借险要地形和坚固设防，并以政治诱骗手段和连座法残酷统治，顽强抵抗，我第3纵队、第6纵队经22天的连续围攻，但由于宜川、瓦子街战役胜利后产生骄傲情绪，对洛川之特殊险要地形、坚固设防及守敌之顽强等估计不足，加之缺乏必要的攻城器材，以及天气恶劣等原因，虽部队作战勇猛，但侦察不周，协同不好，消耗了我军的战斗力和弹药，伤亡1500余人，洛川仍久攻不克；部署打延安南援之敌又因敌缩回未果。而南线之敌蠢蠢欲动，我决心围困洛川，主力西移，诱裴昌会兵团增援洛川，在运动中寻机歼灭之。4月5日敌裴昌会率5个师由铜川沿成延公路北进。但前而不进，行动极为谨慎，5个师猬集一团，日行15公里，夜退7公里，步步为营，齐头并进，7天行始52公里，我军未获歼敌良机，战役遂告结束。
黄龙山麓战役，我军虽仅歼敌3000余人，但达到了扩大与巩固了黄龙分区的预期目的，使西北解放区与晋绥、晋南连成一片，解决了我军的粮食问题，使我黄龙分区与关中分区相互呼应，孤立了延安守敌，为解放延安创造了条件。更为重要的是我军模范执行党的新区政策的实际行动，在群众中获得了极好的政治影响。粉碎了国民党长期在西北人民中的反动宣传，为西北人民革命战争继续发展和胜利创造了有利条件。同时，也支援与配合了中原战场及鄂豫陕解放区的斗争。
