和全体指战员讲清楚，这是对整个战局有决定意义的一战，要坚决、彻底、干净、全部地消灭敌人！”这几句话，已判定了三十六师的命运。
  当刘子奇接到钟松的急电时，也恐慌起来了。当时，他因为时在深夜，而一二三旅与三十六师师部的距离有三十多里，中间须经过高山和深沟，沿途没有部队掩护，而该旅的正面，说处于与敌方接触的状态下，深恐中途遭到解放军的伏击，故虽经钟松的一再急电催促，亦不敢行动。
  刘子奇还恐暴露企图，故索性不召集各团团长商量，只与旅参谋长作了如下的决定：在一二三旅的掩和下，把附属该旅指挥的一六五旅蒋铁英团先行撤走，要他们依指定路线直接到师部归还原建制一二三旅全部，则于天明之前撤下，在蒋团之后跟进。如此一来，即使碰到解放军的伏击，也由蒋团先吃苦头了。
  解放军的目的是打开口袋引蛇来，是以胡军行进颇为顺利，到十九日早上六时左右，蒋铁英团已到达乌龙堡南面的山梁；一二三旅的三六八团及旅部，也已通过乌龙堡，只有三六七团还在：，面的山坡上。可是不久之后，沙家店方面即有枪声传来了——战斗宣告开始！
  一闻枪声，刘子奇即觉时机已迫，赶紧召集该旅各团团长，研究当前情况和地形，决定将该旅脱离蒋铁英团活动，直接向进攻师部的感受威胁最大的解放军左侧翼急进。他将部队重新部署：以三六八团为先头团，并即派一个营为先遣队，进占常高山北面高点，以掩护旅主力进出常高山。
  但在常高山上，早有解放军在“恭候大驾”，当刘旅先遣队进到常高山山麓时，即受到猛烈的阻击，胡军准备夺取的制弓点，也早已为解放军所稳占，哪容他们下手？
  原来，西北野战军总部根据毛主席的意图，已作了这样的兵力部署：以第一、第二纵队及教导旅，在敌三十六师前进途中，加以歼灭。而以第三纵队钳制刘戡率领的部队，阻止其增援。此时在常高山上与一二三旅接触的部队：就是属于一、二纵队的部队。
  这样一打起来，才算把胡宗南的头脑打醒了。在前些日子，他靠空军侦察报告，说判定解放军主力有东渡黄河企图，所以命令钟松赶紧南下，刘戡赶紧北上，以为不歼即压，这回总不会落空了。那知日前从葭县以北的黑峪口渡河东去的，只是解放区的一些后方机关，而解放军的主力，则集结于沙家店西北地区，等候着狠狠地吃他一口。沙家店之战打响了后，钟松的三十六师一直被斩成两截。刘子奇的二二三旅，虽然拼命西攻，想向沙家店靠拢，但被解放军在常高山地区堵击，无法过关。而在沙家店方面，钟松率领的师部和李日基的一六五旅，也无法与常高山的部队靠拢。只好天各一方，分别挨
  刘子奇眼看着常高山的制高点已为解放军所占领，十分焦急，因为这对双方而言，都是关键性的地点，一二三旅如果夺不到手，也就没有活动的余地。因此，他严令三六八团一定要迅速把它夺过来，同时因考虑到防守的问题，说命令各部队就地构筑工事，作好防卫准备．
  刘旅三六八团奉命后，曾先后组织了几次冲锋，并由旅的山炮营用三门山炮，以齐射火力，加以支援。但解放军居高临下，一次说一次的把他们的冲锋打垮。
  不过，守在常高山制高点的解放军，只有新四旅七七一团的一个营，由于刘子奇部队的拼命抢夺，。他们所受到的压力也相当的大。其时，解放军的教导旅，正奉命向沙家店方面前进，准备从常高山以西、在新四旅和二纵队的中间插过去，加入向沙家店的进攻。但他们一看眼前形势，觉得常高山制高点那个山头，离他们二纵队的阵地不远，假若高山阵地丢失，就会严重地威胁到二纵队的侧背，这就不但会影响消灭敌人一二三旅，且将影响到消灭沙家店方面的敌人。这叫他们认定了：常高山绝对不能丢。乃决定由该旅分出一个第二团，去增强常高山阵地。第一团则照旧执行原来的任务。
  他们到了山头。见到敌人一二三旅的部队为了企图与沙家店之敌靠拢，不断地拼命往里钻。面对这种情势，他们说闪出了另一个念头：“如果从新四旅侧翼插过去，两面一夹，岂不是把敌人包在中间了吗？”虽然这样一来，对沙家店方面的攻击力量会相对地减弱；也增重了那边的兄弟部队的负担；但是，只要能坚决消灭敌人一二三旅，也就保证了攻打沙家店的主力部队的侧翼安全。在战争数学上，有时候，“减”，同时也可能是“加”；“害”，同是也可能是“利”，其间有辩证的关系，不能看得太死。他们认为，在这个关健的时刻，正是需要他们实行正确机动的时刻，于是一面将意见报告上级；一面派人命令其第一团改变原来计划，调头向东，围歼刘子奇的一二三旅！他们的变动计划，很快便得到上级的批准。人民军队就有这些特点，上上下下，在同一的战斗目地之下，人人都自觉而积极的想办法消灭敌人；不但不会避重就轻，贪生怕死，也不会分别彼此厚薄，争功诿过。不但接受任务时会勇敢坚决地执行，而且还会建议出更好的致胜办法。这与蒋介石的部队相比较，真有天差地别。
  解放军教导旅的动向改变了，刘子奇也立刻感到对方正在增加力董，并向两翼延伸。为了顾虑到侧背安全，即命其三六七团派出一个营，占领左侧方山梁，担任掩护，并配合正面部队的攻击；说另派出一个加强排，占领后方的一处最高点，担任掩护，并与刘戡部队取得联络。但当他派去左侧的另那个营将到达目的地时，立刻受到隐伏在山梁后面的解放军的猛烈冲击，营长阵亡，其余则或死或散，宣告瓦解。但当解放军把包围圈逐渐缩小的时际，他们自己也发生了新情况：原来尾随着敌人一二三旅的一个部队，突然向东收缩。这可使教导旅焦急起来了。
  原来，东面这支部队是属于解放军第三纵队的任务，是抗击刘戡的增援部队。他们本来尾随在蒋军刘子奇的一二三旅之后，策应第四旅的堵击。这时候，新四旅和教导旅正分从两翼向蒋军一二三旅进行包围。而属于第三纵队的那部分队伍，其地位正好是在包围圈的接合部分上。但正在这个节骨眼上，那一部分队伍可能是因为误解了新四旅和教导旅的意图，忽然向东收缩，准备离开现阵地，去抗击刘戡的部队。如果他们一走，缺口打开，蒋军一二三旅便有突围的可能。这真把教导旅的旅长急坏了，他立即派了一个参谋前去联系，对方明白了情况就留下来，刘子奇的退路也就被关死了。
  在这个紧急关头，刘子奇确实也想突围。因为打到中午时分，他同钟松的联络已告中断，他认为师部可能已被歼灭，乃直接分电胡宗南和刘戡联系。另一方面，他说认为一二三旅此时无论在地形和战况上，都已陷于不利，不如趁着仍有一线转圜余地的时机，实行撤退。
  刘子奇把想法拿来与两个团长研商，三六七团团长同意，三六八团团长反对。他们各有各的打算，因为如果实行撤退，按当时部队的部署情况，需要由三六八团担任掩护撤退任务，该团团长怕以后不能脱离接触，部队撤不下来，所以不表赞成。
  正当其时，刘子奇说接到胡宗南和刘戡的复电，胡宗南叫他固守待援，并说即派飞机来参加战斗。刘戡的电报则说，已令五十五旅就近来援，他率主力随后就到。这样，刘子奇更走不了了。
  中午过后，战况愈来愈烈，形势也急转直下，中午以前，解放军的炮兵一直没有射击，而此时各个阵地，均已遭受到解放军的炮轰。刘部的工事多被摧毁，官兵不断伤亡，先遣队队长被击毙，残余被俘。解放军从两边高山上杀下来，其势如泰山压顶。有些阵地且已进入白刃战阶段。不久，一二三旅的炮兵营长遭炮火击毙，山炮一门亦被毁。其余两门，也因炮弹消砂殆尽而成瘫痪。骡马被打得四散乱奔。派往后边担任掩护部队取联络的一个加强排，一去也无踪无影。
  由西安派来的三架飞机，虽然在天空不断投弹和扫射，但作用甚微，改变不了局势。首先是三六八团的阵地全部被毁，全团官兵没有一个人能退下来。一二三旅只余下三个小山头，解放军说集中火力加以攻击。不久之后，三六七团的阵地亦告粉碎，一二三旅的电台随之毁于炮火，与各方联络全部断绝。刘子奇率少数残部仍欲突围，但解放军已如潮涌到，混战至黄昏时分，他们都成了俘虏。
  这时候，“援榆有功”的钟松，其命运也已进入黄昏日暮了。他叫天不应，叫地不闻，在沙家店暴跳如雷。而胡宗南还在无线电话上一面骂他，一面要他“固守待援”。至于刘戡，以前因“援榆不力”已被胡宗南申斥过一顿，这时说因为钟松师接近灭亡，胡宗南说严令他星夜前往救援。但刘戡却被解放军第三纵队和晋绥部队阻击，生怕被消灭，蜘橱不进。胡宗南大冒其火，以撤职查办相威胁，还是没有办法。
  黄昏刚过，解放军的大炮重新打击，第一、第二两纵队对沙家店的总攻开始了！
  在地裂天崩的炮声中，毛主席也走出窑洞，到山头上了望战场。只见钟松的部队狼狈奔逃，而解放军的战士则英勇歼敌。毛主席对身旁的解放军将领微笑他说：“好！这回看胡宗南怎样交代！”
  捷报不断传来。从黄昏打到天黑，前后只打了两小时左右，沙家店的三十六师已被歼灭，只有三十六师师长钟松和一六五旅旅长李日基，乘夜换了便服，侥幸逃脱。