1947年8月6日至12日和10月27日至11月16日，彭德怀率领的西北野战军为吸引国民党军于陕北战场，以策应晋冀鲁豫野战军陈赓、谢富治兵团南渡黄河出击豫西，决定进攻榆林，调动胡宗南部主力北上。

榆林城是国民党镇守陕北的中心城市。坐镇榆林的是国民党晋陕绥边区总司令邓宝珊，其部第二十二军及胡宗南集团第三十六师二十八旅和地方民团等共1.5万余人。守军部署上以榆林城为重点，除第八十六师二五八团分驻神木、府谷，三五六团分驻高家堡、响水堡，陕西保安第五团驻守横山外，其余兵力均驻守在榆林城内及城郊附近。为了打好榆林攻坚战，西北野战军召开了旅以上干部参加的战前动员会，统一了认识，各兵团加强了攻坚战术训练。同时，中央军委决定调晋绥第三纵队西渡黄河，划归西北野战军建制以加强西北野战军的力量。

西野以第二纵队、新编第四旅、教导旅经镇川堡首先向鱼河堡、归德堡、三岔湾、赵庄等外围据点攻击，分别包围城东南及西北部；以归第一纵队指挥的绥德分区第四、第六团包围城南及城西南；第三纵队独立第五旅由沙家店经杏树塔、银匠峁攻击刘千河、青云山之敌；独立第二旅攻击高家堡、乔岔滩之敌，两旅完成攻击任务后，再向榆林城东攻击。8月6日，西北野战军开始向榆林外围据点展开全面攻击。8日晨，榆林国民党军外围据点除凌霄塔外，全部被拔除。西北野战军围攻榆林，令国民党当局十分惊慌，蒋介石深恐丢失榆林影响西北战局，于8月7日飞抵延安召开紧急会议，进行军事部署。一面电令邓宝珊固守待援，一面命令正在志丹、安塞地区“清缴”的董钊、刘戡率7个旅，分两路向绥德、佳县急进。再令钟松率三十六师组成快速兵团，经靖边出横山县城轻装北上，沿长城星夜兼程驰援榆林。

8月12日，国民党三十六师快速兵团已抵达榆林西南15公里的苏庄子、天鹅海子一带。西北野战军诱胡宗南部北上的战略目的已经达到，遂主动撤围榆林城。撤离榆林后在米脂县沙家店附近捕捉到了战机，聚歼援榆的三十六师。

第一次攻打榆林，共毙伤国民党军2000余人，俘3200余人。收复和解放了横山、响水堡、鱼河堡、归德堡、高家堡等广大地区，从此胡宗南部再无力向陕北发动战略进攻。

1947年10月27日，西北野战军根据中共中央军委的指示，集中主力北上，发动第二次进攻榆林战役，扫清榆林外围全部据点，消灭国民党军第二十二军八十六师两个团。

战役期间，毛泽东在佳县密切关注战役的进程。蒋介石为了保住榆林，不断命令呼和浩特、太原、洛阳、西安的空军，不分昼夜飞临榆林上空，投弹、投粮，并严令宁夏的马鸿逵派兵援助榆林。

11月6日，马鸿逵倾其全部主力三万余人援榆。西野于12日黄昏移兵西进，伏击宁马援榆兵团。13日清晨至15日，双方激战于巴拉素乡元大滩、巴拉滩等地，重创了马家军。歼敌5000余人，缴获大量武器弹药。

16日，解放军主力东移准备继续围攻榆林城时，侦知马家军撤出元大滩后并没有回撤宁夏，而是绕道乌拉尔林，在榆林城北的庙嘴子、三道河则与绥远援兵会合。西北野战军遂改变战术，撤出围攻榆林的战斗，到横山一带休整。