榆林、定边、石湾镇三地的敌军必然会增援靖边，与红军决战，红军就有可能陷入被动地位。为了避免西北红军主力兵团与敌八十六师在决战中拚消耗，前敌总指挥部决定发挥红军的优势，采取长途奔袭战术，打敌一个措手不及，迅速解决靖边战斗。

    按照前敌总指挥部的作战方针，西北红军主力兵团于6月28日凌晨2时，隐蔽渡过芦河，进入进攻阵地，集结待命。根据靖边县城的地形和敌军兵力部署情况，前敌总指挥部决定，红二十六军的西北抗日义勇军主攻西山寨，夺取制高点；红二十六军第二团、第三团由东南城角偷袭登城，得手后向钟鼓楼纵深攻进发展；红二十七军第三团攻打南城门楼；红二十七军第一团为总预备队，并负责阻击可能由宁条梁来援之敌；陕北游击队第三纵队部署在城东楼沟嘴，准备阻击横山来援之敌。并规定以西北抗日义勇军攻击西山寨的枪声为各部开始行动的信号。各团不许提前开枪，避免过早惊动敌人，打乱整个部署。

    战斗开始后，红二十六军第二团、第三团和红二十七军第三团、第一团及陕北游击队第五纵队攻击前进，各部均到达指定的位置，等待西北抗日义勇军的枪声信号。不料西北抗日义勇军的向导迷路，错将“皇府城”旧城当成了西山寨，耽误了时间，未能按时首先登上西山寨，因而没有发出战斗信号。红二十六军第三团代理团长吴岱峰（因王世泰在六寸塬战斗中负伤，红三团团长由吴岱峰代理）鉴于天将大亮，再拖延就将丧失偷袭的战机，遂果断下令突击队首先登城，拂晓前攻占了东南城角，俘敌10余人，打开了突破口。随后红二十六军第三团沿城墙向南城门楼发动偷袭，被敌军发现，顿时枪声大作，冲杀声四起。红二十六军第三团奋勇前进，夺取了南城门楼，歼灭了守敌。此时，红军立即改变部署由奔袭转为强攻。5时许，红二十六军第三团和第二团后续部队从东南城角突破口攻入城内，投入巷战，并夺取东门。在向城中心的钟鼓楼攻击前进时，因地形开阔，敌人火力猛烈，不好隐蔽，前进受阻，部队伤亡很大。早上8时，刘志丹果断命令总预备队红二十七军第一团投入战斗，一团绕至东门突破敌人的防御，粉碎敌人的抵抗。11时，夺取了敌军城隍庙据点，随后兵分两路，一路向钟鼓楼攻击前进，与红二十六军第二团、第三团形成夹攻态势；一路向北城门楼进攻，夺取敌据点。红二十六军第三团在红二十七军第一团一部的配合下，以强大的机枪火力掩护，乘势攻击。敌我在通往钟鼓楼的各条街道上展开了激烈巷战，战斗达到白热化的程度，经过反复争夺，红二十六军部队攻占钟鼓楼，全歼敌军。此时，西北抗日义勇军也经过激战终于登上西山寨，歼灭了守敌，控制了制高点。红二十七军第一团的一部也攻占了北城门楼。城内大部敌军被歼灭。剩下的顽敌退据祖师庙，负隅顽抗。红军各部发扬不怕牺牲、连续作战的精神，分进合击，向敌发起最后攻击。霎时，枪声密集，杀声动地，红军战士猛冲猛杀，将顽敌杀得溃不成军，敌营长曲子鹏见大势已去，遂即带领几个残兵拚命逃窜，被红军战士紧迫击毙。至此，靖边战斗胜利结束。此次战斗，红军毙伤俘敌营长曲子鹏以下600余人，缴获长短枪550余支，六0迫击炮4门，七五迫击炮2门。同时俘获敌县长、县党部书记长、民团总指挥、警察局长和逃亡恶霸地主等凶恶反动的敌骨干分子100余人。红军将这些反动分子交给中共靖边县委、县苏维埃政府处理。

    靖边战斗中，由于向导迷路，致使西北抗日义勇军未能按时发出信号，西北红军主力兵团各部被迫由夜间偷袭转为自昼强攻，部队伤亡较大，红二十六军第三团第一连连长魏四儿和西北抗日义勇军第二大队长王东来等50余名红军战士英勇牺牲，103名战士负伤，送后方红军医院治疗。

    靖边之战，红军强攻县城，打