从西安传来情报，国民党军队已经配备了大功率电台侦测设备，并进入陕北地区。中央随即要求所有电台保持静默状态，仅接收不发送信息。习仲勋灵机一动，决定采取相反策略，他带领一部大功率电台，随部队直接前往安塞，并在行进途中不断发送信息，以此制造主力部队确实已抵达安塞的假象。
彭德怀采纳了习仲勋等人的计策，率领西北野战兵团充分利用地形和群众基础的优势，决定在青化砭地区设伏。与此同时，魏海和魏大铭捕捉到电台信号，误判其位置在安塞，并立即向胡宗南汇报。
胡宗南接报后，迅速作出部署，命令裴昌会率前方指挥所前往延安督战，同时调派董钊率领五个整编旅向安塞急进。彭德怀也及时掌握了胡宗南的部署动向，下令部队必须在二十二日黄昏前抵达指定地点集结，做好伏击准备。
第三十一旅旅长李纪云率领部队前往青化砭安塞，但在拐峁村停下脚步，未进入伏击圈。他担心冒进会受到胡宗南的责罚，因此决定以安全为主，并派出侦察兵前方探路。
随后，李纪云部在拐峁村强行征粮，遭到村民的抵抗，未能备足干粮，只能在村里驻扎。习仲勋考虑到战士们在山上埋伏已久，且天气严寒，建议暂时撤退休息，并带领群众慰问前线战士，送去热姜汤和食物。
战士们因长时间未见敌人而心生疑虑，担心消息泄露。习仲勋安慰大家耐心等待，只要能够忍受严寒，就一定能等到敌人。战士们受到鼓舞，表示无论等待多久，只要敌人敢来，他们绝不会退缩。
与此同时，国民党士兵因寒冷试图点火取暖却遭到长官训斥，身上仅有的饼干也被抢走。幸运的是，一位老大哥与他分享了一罐肉罐头。小士兵感慨万分，本以为当兵能吃饱饭，现在看来却可能饿死。
胡宗南再次向李纪云发电报，严令他按计划北进，迅速占领青化砭，否则将以畏缩不前问罪。李纪云等人无奈接受命令，报告了当前位置，并于第二天再次出发，最终进入了伏击圈。
一九四七年三月二十三日，青化砭战役打响。国民党军第三十一旅进入伏击圈后，未等后方支援便被西北野战兵团迅速歼灭，旅长李纪云被俘。此役是共军撤出延安后的首次胜利，沉重打击了敌军士气，鼓舞了边区军民。
另一方面，胡宗南率部进入延安空城，查看了毛泽东曾住过的房间，对艰苦的条件表示嘲讽。毛泽东在房间里留下一张纸条给胡宗南，称胡宗南到延安已骑虎难下，进退维谷。胡宗南则扬言若抓到毛泽东，毛泽东将成为历史的笑柄；若抓不到，他自己将成为纸条上的笑柄。
随后，胡宗南得知三十一旅战败的消息，立即封锁消息，并命令部队今后在山梁上行进以避免被伏击。与此同时，习仲勋耐心细致地做俘虏的转化工作，有年轻战士对给俘虏白面馒头表示不满，后被习仲勋的话所开导，明白了攻心为上的道理。
