在全面进攻解放区受挫后，国军改变策略，在晋冀鲁豫、晋察冀、东北等战场上取守势，将主要兵力集中用来进攻陕北和山东解放区，并为此调动了70万大军，包括海军主力和空军。同时，为防止晋冀鲁豫野战军渡河支援山东，国军还在花园口将黄河合拢回归故道，构成从风陵渡到济南约千里的“黄河防线”。为应对国军的重点进攻，中共方面决定继续执行积极防御的战略方针，力求在内线歼敌，并为此要求陕北、山东解放军诱敌深入，集中优势兵力，各个歼灭进犯之敌，还下令其它战场上的解放军根据具体情况，进行战略性反攻。
1947年2月28日，蒋介石电召胡宗南，部署进攻延安。3月4日，胡宗南被任命为西安绥靖公署主任，并于11日在洛川召开军事会议，决定采取钳形攻势围歼陕北解放军。此时，国府部署在陕甘宁解放区的军队包括胡宗南、马步芳、马鸿逵等部共34个旅25万人。3月13日，国军胡宗南部从南线的洛川、宜川地区分两路向延安主攻，青海马步芳、宁夏马鸿逵和榆林邓宝珊的部队则分别在西、北两线进行配合，空军也派出了100余架飞机。当时，中共在陕甘宁只有驻有2.5万部队，与国军差距悬殊，但毛泽东却坚持不从其它战场抽兵回援。最后，中共中央军委决定，暂时放弃延安，并将陕甘宁和晋绥解放区的解放军改编成西北野战军，由彭德怀指挥，依托已有的两道防御阵地，在延安以南临真镇、金盆湾、茶坊一线阻击国军，掩护中共机关和解放军总部的转移，同时诱敌深入，将胡宗南的部队拖在陕北。
3月18日下午，毛泽东和中共中央机关撤离延安，几小时后，胡宗南即率军开进，并于19日占领延安。随后，胡宗南急于寻找解放军主力决战，并派兵分别扑向安塞和青化砭。当时，西北野战军主力集结于延安东北的甘谷驿、何家山岔和青化砭一带，安塞只是佯动方向，因此国军于3月24日顺利占领之。3月25日，国军31旅进入解放军设于青化砭的伏击圈，遭到解放军拦头断尾、两翼夹击，首尾不能相顾，最终被全歼，正副旅长全部被俘，而西北野战军则在青化砭首战告捷。
青化砭战役后，西北野战军迅速转移到蟠龙西北地区休整，而胡宗南在发现共军主力在延安东北地区后，也立即下令整编第一军和整编29军掉头向东，分两路向延川、清涧地区进犯。3月底，国军占领延川和清涧，但却没能找到共军主力决战；4月初，国军又在瓦窑堡扑空，且已兵疲粮缺，不得已于4月6日南下蟠龙地区集结。4月13日，国军主力9个旅开始向蟠龙和青化砭西北地区进犯，14日在三郎岔、李家滴哨附近遭西北野战军堵截，且战且走，最后被围困在羊马河以北的东山和西山两处高地。接着，解放军采取分割手段，先攻东山，后克西山，全歼国军一个整旅，取得羊马河战役的胜利。
4月15日，毛泽东提出了西北战场的“蘑菇”战术，指示解放军与国军在现地区再周旋一个月左右。4月下旬，西北野战军主力集结于清涧、瓦窑堡地区休整，国军统帅部误以为共军主力已向绥德集中并开始东渡黄河，因此下令胡宗南于4月26日自蟠龙、永坪向绥德急进，并以榆林邓宝珊部南下配合。此时，西北野战军一方面对国军节节抗击，诱其主力北上，一方面在黄河沿岸布置渡河假象，迷惑国军。5月2日，国军主力进抵绥德，共军则在同日黄昏突袭了国军的后方重要补给基地蟠龙。至5月4日夜，共军全歼国军守军，缴获大批粮食和军用物资，取得蟠龙战役的胜利。同日，胡宗南急令国军主力回援蟠龙，至5月9日赶到时，共军已转移到安塞地区休整，国军两头扑空。
蟠龙大捷后，国军集聚一团，共军一时难以找到各个击破的战机，于是决定出兵陇东，打击马步芳、马鸿逵的势力，然后再相机南下关中或北上三边，调动胡宗南主力，寻机歼灭之。5月21日，西北野战军分三路由安塞西向陇东出击，右路军一举攻克蒋台，全歼国军一个团。接着，中路军攻占悦乐，左路军在合水亦给守军以很大杀伤，并击溃了由庆阳出援的国军82师。6月13日，共军将马鸿逵的一个师包围于环县，15日，经一夜激战，攻占了主阵地王家原和玉皇山。6月16日，守军丢弃重武器向北突围，西北野战军乘胜追击，大获全胜。6月底，西北野战军挥师北上，收复了陕甘宁西北边陲的三边地区，至7月7日取得了陇东战役的胜利。
1947年7、8月间，解放军已经由战略防御转入战略进攻，为了策应晋冀鲁豫野战军跃进大别山夺取中原的战略计划，毛泽东于7月下旬指示西北野战军向北出击榆林，调动国军胡宗南部北上长城沙漠边，并相机夺取敌榆林战略要点。7月底，西北野战军沿大、小理河向榆林进发，8月初向榆林守军外围据点发动进攻，迅速扫除了高家堡、响水堡等守敌据点，直逼榆林城下。8月6日，蒋介石飞抵延安，向胡宗南面授机宜，指示将共军压缩于米脂、佳县黄河边，迫其背水一战或东渡黄河，以收东渡而击之效果。随后，胡宗南急调6万大军分两路增援榆林，一路沿咸榆公路两侧北上，8月15日抵达绥德，另一路经吴旗、志丹、横山走长城沙漠地带兼程驰援。鉴于调敌北上的目的已经达成，8月12日，西北野战军主动撤围榆林，南下米脂县沙家店西北地区待机歼敌，并制造东渡假象迷惑敌人。这时，蒋介石和胡宗南误以为解放军要东渡黄河，于是下令军队“迅速追击，勿失此千载良机”。不久，国军两路并进向东封锁了黄河，向西控制了咸榆公路，中共中央机关和西北野战军被挤在佳县，米脂、榆林三县交界的狭小地区，背靠沙漠，侧水侧敌，处境十分险恶。
8月17日，国军一个旅和一个团由镇川堡东向乌龙铺孤军冒进，20日拂晓在沙家店遭到西北野战军主力伏击，很快即被共军分割包围。8月20日下午，西北野战军发起总攻，国军全线战败，师部和两个旅遭到全歼，旅长被生擒。在取得沙家店战役的胜利后，中共军队彻底结束了国军对陕北地区的重点进攻，改变了西北战局，西北野战军也从此由内线防御转入内线反攻。8月22日，中共陈赓、谢富治的太岳兵团从晋南渡过黄河，进入豫西，直接威胁胡宗南的大本营关中，胡宗南急忙收拾残部于27日南撤，解放军乘胜兵分三路向南追击，于9月1日在清涧城北的九里山截歼敌一部，9月14日又在岔口一带设伏，击溃国军两个军，并以锐不可当之势，直抵延安近郊。
另一方面，1947年3月，国府调集了24个整编师、60个旅，共约45万人，组成3个兵团，由陆军总司令顾祝同坐镇徐州指挥，采取加强纵深��%8
