23日至27日，敌整编第八十二师4个步骑团在飞机配合下，突破西北野战军第六纵队教导旅在长武、亭口的阵地，抵达崔木镇；敌第五兵团部队突破西北野战军第四纵队在杏林、扶风一带的阵地，抵达凤翔附近。这次，胡宗南一改过去稳扎稳打的战术，对西北野战军展开了凌厉攻势，使得西北野战军渐渐处于被动的态势。28日，为摆脱被夹击的不利形势，彭德怀不得不下令毁掉大量缴获的军用物资，带领部队撤出宝鸡，向陇东转移。

    5月3日晚，彭德怀率领西北野战军从平凉、泾川间花锁镇、王村通过西（安）兰（州）公路及泾河继续北上。敌整编第一、第三十六、第六十五师尾追其后。5日，西北野战军先头部队第六纵队教导旅在镇原东南屯子镇被敌整编第八十二师3个步骑团包围。彭德怀为拖住并歼灭该敌，令教导旅固守，6日以第一、第四纵队及第六纵队新编第四旅从敌军侧后发起攻击。因协同不好，仅歼敌2000余人，接应教导旅突出了重围。此次战役，西北野战军主力部队与救援部队里外夹击敌军，尽管在人数上占尽优势，但我军却仍只是勉强突围，且伤亡惨重。

    7日，胡宗南两部南追北堵，企图围歼西北野战军主力部队于屯子镇、西峰镇、泾川之间地区。西北野战军又一次陷入了敌军的包围，所幸西北野战军第二纵队前来救援，才未使彭德怀率领的西北野战军陷入困境。彭德怀当机立断，将二纵队分成三部，分别阻击来自敌军的三方面进攻。第二纵队血战两天两夜，在付出重大伤亡后，最终打退了敌军的进攻，使主力部队得以从敌军的严密包围中突围。8日至11日，西北野战军又分别在萧金镇以东三不同、宁县以东良平镇、木旬邑(今旬邑）县城以北职田镇等地冲破国民党军的合围，于12日摆脱追堵，转至解放区马栏、转角等地，彻底摆脱敌军的威胁。

    西府陇东战役共歼灭国民党军2.1万余人，大量歼灭了敌人的有生力量，在国民党内部造成了极大的惶恐。但战役也给西北野战军造成了较大的损失，共计损失兵力1.5万人，对西北战场造成了一定的消极影响。

    对于西府陇东战役的失利，彭德怀很是自责。后来彭德怀谈到了西北战场上的两大失误：一是二打榆林，“近月未下，妨害部队休整训练”；二是西府陇东战役，因轻敌而给胡宗南造成可乘之机而失利，“被狼咬了一口”。

    西北较量，彭德怀胜出

    面对西府陇东战役的失利，彭德怀作了深刻的反省。他开始整顿军队，严肃军纪，给失职的将领以严厉的批评和处分，并作了自我检讨。经过一个月的政治、军事整训，部队面貌迅速焕然一新，战斗力大大提高。
与此相反，胡宗南却在忙于吹嘘西府陇东大捷，向蒋介石邀功请赏，部队作风更加腐败，战斗力进一步削弱。结果是可想而知的：彭德怀在西北战场上越战越勇，锐不可挡；而胡宗南则是屡战屡败，屡受蒋介石斥责。