按照新的战略计划，红军主力于11月12日开始由同心城、王家团庄、李家堡之线东移。至15日，红一方面军主力移至豫旺堡以东山区;红二方面军移到环县及其西南地区;红四方面军第4、第31军移到豫旺县城以东的萌城、甜水堡地区。此时，国民党军毛炳文部正准备西渡黄河追击红军西路军;同红军有统战关系的东北军王以哲部前进缓慢;曾万钟第3军(王均已死，曾为代军长)在进到同心城后停止前进;唯有胡宗南之第1军行动积极，孤军冒进，分三路向豫旺县城进攻。这就为红军歼击该敌提供了有利时机。
中革军委根据敌情和红军前敌总指挥部的建议，于11月14日和15日接连下达指示，指出：“敌既继续向我进攻，目前中心是打破敌之进攻，然后才能开展局面，才有利于统一战线。否则敌以我为可欺，不但局面不能开展，与南京之统一战线也是不可能的。”因此，我军主力“应即在豫旺县城以东，向山城堡迅速靠近，集结全力，准备打第一仗”。中央军委还规定，各兵团首长须绝对服从前敌总指挥彭德怀之命令。据此，红军前敌总指挥部决定发起山城堡战役，狠狠打击国民党军胡宗南部。已经到达前方的周恩来与朱德、彭德怀等共同指挥了这次战役。
11月17日，胡宗南部分左、中、右三路向定边、盐池前进。当日，其中路第2旅在萌城以西地区被红4、红31军击溃，伤亡团长以下官兵六百余人。红军取得山城堡战役的第一个战斗胜利。胡宗南恼羞成怒，急令所部各路推进。11月18日，其右路第78师师长丁德隆发觉红军主力已向洪德城、环县方向转移，即令所部向山城堡方向追击。
决战的时刻已经到来。18日，毛泽东、朱德、张国焘、周恩来、彭德怀、贺龙、任弼时联名下达《关于粉碎蒋介石进攻的决战动员令》，号召红一、红二、红四方面军全体指战员“服从命令，英勇作战，克服任何的困难，并准备连续的战斗”，粉碎敌人的进攻，开展新局面，以此作为三个方面军会合于西北苏区的第一个赠献给胜利的全苏区人民的礼物。
彭德怀于11月19日亲赴陕甘两省交界甘肃环县境内的山城堡勘察战场。这里沟壑纵横，川塬相交，地形复杂，便于红军设伏。山城堡住户很少，却有一股毛孔大的泉水，在干旱地区难得一见。彭德怀预计胡宗南部为得到饮水，非到此地不可，随即确定在此迎击敌军。当日，参战各部迅速到达指定地点，就地构筑工事，隐蔽待机;群众坚壁清野，封锁消息。
20日，胡宗南部左路第1旅进占红井子，第97师跟进到大水坑;中路第43师向保牛堡前进;右路第78师进占山城堡、小台子、风台堡等地，并派出三个连沿山城堡至洪德城大道向南侦察，遭红军伏击后，残余逃回山城堡。第78师师长丁德隆感到情况不妙，连忙下令在山城堡周围山地修筑工事。
红一、二、四方面军团以上干部于1936年在甘肃省宫和镇合影。第1排坐者右起：1.聂荣臻、6.萧克、7.罗炳辉、8.徐海东;第2排蹲者右起：6.杨尚昆、7.杨成武、15.萧华;第3排站着右起：3.任弼时、10.陈赓
11月21日黄昏，国民党军第232旅向曹家阳台收缩。担负主攻任务的红1军团第1、第4师乘机发起进攻，攻入山城堡，并转入追击。其他红军部队也全面展开进攻，红1军团第2师和红15军团一部由山城堡南、北两侧向其西北的哨马营迂回攻击，切断敌人退路;红15军团主力由山城堡东北向西南实施进攻，红31军一部由山城堡以北向南实施进攻。在红军的猛烈进攻下，国民党军顿时溃散，除一部趁夜暗慌乱突围外，大部被红军包围压迫于山城堡西北山谷中。黑暗中，红军战士挥动着大刀，乘着满地白雪映出的光亮冲向敌群。敌人吓得钻进壕沟工事里，跑向山谷中。聂荣臻回忆说：“战斗从当天黄昏打起，一直打到第二天上午结束。先截断了敌人西逃的退路，然后从东、南、北三个方向向敌人展开猛烈攻击。战斗开始，五团政委陈雄同志亲自带领一排人，一下子就冲入敌人阵地。他们用手榴弹将敌人的临时堡垒一个一个地炸毁，一连占领十个堡垒，随后又把敌人几处主要阵地都拿下来了，敌人就溃败下去了。部队一追就和敌人混战在一起。这时天已经很黑，伸手不见五指，也分不清敌我，枪也不能打，手榴弹也不能投，上去就摸帽子，摸着是国民党戴的那种帽子就拿手榴弹砸头。夜晚打乱了敌人的部署，白天的仗就比较好打了。经过一夜多的激烈战斗，将敌人78师232旅及234旅的两个团全部歼灭。”
毛泽东《七律·长征》
山城堡战役于11月22日9时胜利结束，红军共歼国民党军第78师一个多旅。第78师在战报中说：此战“损失极重，混乱不堪”，“以现计约损失三分之二以上”。在此期间，胡宗南派向盐池方向进攻的另外几个师也被红28军击溃。胡宗南部遭受沉重打击后，被迫全线后撤至大水坑、萌城、甜水堡及其以西地区。
山城堡战役的胜利，是三大主力红军会师后协同作战所取得的第一次重大胜利，也是长征的最后一仗。这一胜利，对击破蒋介石的进攻，稳定陕甘宁根据地的局面，发展革命力量，促进国内和平的实现，具有重要意义，是对奠基西北的一份厚礼。它标志着红军艰苦卓绝的两万五千里长征，最终以红军的彻底胜利、国民党军的彻底失败而胜利结束，为长征画上一个圆满的句号。
《第二十七章三大主力红军胜利会师》相关参考资料:
甘肃 红军 会师、红军会师 会宁、红军会师、甘肃红军长征会师、中央主力红军、会师镇、会宁会师、会师易北河 新闻、将台堡会师
