在严峻的经济困难面前，习仲勋同贺龙、林伯渠等党政军领导人一起，按照中共中央的决策，首先成立了以贺龙为主任的西北财经办事处，迅速实现了两区财政经济的统一。使两区银行、贸易公司合并，成立了统一的贸易公司和西北农民银行，晋绥联防军供给实行财供合一，统筹统支。西北局为了保障军粮供应和做好生产救灾工作，还专门制定了《陕甘宁边区组织运粮救灾工作大纲》，成立了运粮救灾指挥部，习仲勋任政治委员。同时还指示陕甘宁边区各地成立兵站，负责筹粮、筹款、运输、供应工作，使野战军进军所到之处军粮能及时得到供应。据统计，一九四七年全陕甘宁边区动员缴纳公粮二十四万六千石，较一九四六年的十六万三千石增加了八万三千石。在榆林战斗中，晋绥第一、二、六、九、十分区都动员群众背粮。仅临县三个乡就动员了六十九万人次，其中妇女占三十二万人次，投入到送粮的队伍中。习仲勋回忆这段经历时曾深情地说：广大群众宁肯吃糠咽菜，也要把仅有的一点粮食送给自己的军队。一九四七年十月间，我在绥德、米脂、清涧一带，亲眼看到许多乡亲把还未完全成熟的高梁、豇豆采收回来，连夜炒gānjiāo给部队。清涧县东区直川山，有个闹红时期的妇女模范刘大娘，听说毛主席也和大家一起吃黑豆、榆树叶gān面，难受得热泪直流，把坚壁在后山的五升麦种、三升豌豆种取回，连夜磨成面，擀成杂面条，托人送给毛主席。
西北野战军在与多出十倍于己的国民党军的艰苦而紧张的长期作战中，其消耗是很大的，因而适时筹措补充各种军需物资、武器弹药、兵员经费也是摆在习仲勋、贺龙等面前的一项重要工作，他们在联防军内部jīng简机关，充实作战部队;在老区动员归队，组织游击队，扩大地方兵团。同时，多次以西北局和边区政府名义发出《关于扩大西北人民解放军的决定》、《参军动员令》等文件，许多县、乡领导、劳动英雄带头参军参战，一时掀起参军热cháo。一年间，全边区四万二千青年参军，其中绥德分区二万人，延属分区一万人。一九四七年冬季来临之时，彭德怀急电贺龙、习仲勋，请求尽快补充部队越冬被服、装具和经费。但是后方灾情严重，农业减收，财政经济极为困难。习仲勋、贺龙、林伯渠议定将陕甘宁、晋绥边区的土特产通过商人贩往国民党统治区出售，换取一定的钱物以供军需。时任绥蒙军区副政委的张达志奉贺龙、习仲勋之命，以陕甘宁晋绥游击队司令员身份带两个骑兵团，既不游击，又不打仗，而是专为部队做买卖，筹措钱财。在现存的档案中，有一份习仲勋一九四八年二月八日写给西北贸易公司经理兼西北农民银行行长喻杰、副经理兼副行长刘卓甫、监委兼政治处主任史唯然等人的批条，可以看出战争年代这种特殊的贸易形式，批条写道：“准予以肥皂作外汇在内地主要据点jiāo换进口物资，但务须按规定章程办事，以免流行内地，妨碍缉私。”
在西北野战军、陕甘宁晋绥联防军和边区军民紧密团结、浴血奋战、不断取得胜利的捷报声中，人们感觉到，西北战场决战的步伐加快了。
一九四八年二月六日，毛泽东、周恩来致电贺龙、习仲勋：“联防军的全名应该是‘中国人民解放军陕甘宁晋绥联防军区’，简称‘联防军区’，下辖晋绥军区及陕甘宁各直辖军分区。”贺龙为联防军区司令员，习仲勋为政治委员。
三月十日，边区各界举行了一个万人参加的庆祝宜川大捷及纪念“三八”节大会。习仲勋充满胜利的喜悦发表了鼓舞人心的讲话。他说：回忆去年今日，我们曾在延安开会，动员全边区人民起来保卫边区。经过一年来全体军民不屈不挠英勇奋斗，我们不仅打退了蒋胡匪军的进攻，而且使自己转入进攻。宜川大捷证明：光复全边区，解放大西北已为期不远了。习仲勋的预言，不久便变成了现实。
中国人民的解放战争局势迅速发展。一年来，中共中央和毛泽东在陕北的山峁沟岔间“世界上最小的指挥部”指挥着全国各路大军奋勇作战，战场迅速向长江北岸推进，国民党军除了在大别山和淮北地区还有一定主动外，其余一切战场“全是被动挨打”。为了能直接地掌握各个战场的情况，便于指挥全国的战略决战，毛泽东决定率中共中央和军委机关东移，前往河北省平山县西柏坡，同中共中央工委会合。三月二十一日，毛泽东在即将离开生活和战斗了十三年的陕北时，殷切地电告在前线指挥作战的彭德怀：“陕甘全局，除陈谢一个旅在陕南外，由你们独力担任。”习仲勋深切感到，这不仅仅是给彭老总一人的电报，而是对陕甘宁边区党政军领导和全体军民的嘱托。回想起党中央、毛泽东初到陕北之时，陕甘苏区在“左”倾机会主义路线影响下，濒临最后丧失的严重危机，自己和一大批领导骨gān，也正是在党中央到达陕北后，才走出“左”倾机会主义者的牢门。转眼十多年过去，陕甘宁边区发生了天翻地覆的变化，正在迎接中国人民革命战争的最后胜利。此刻，对党中央、毛泽东由衷的敬仰、爱戴和依依不舍之情萦绕心头。
在习仲勋三月十日讲话预言收复全边区为期不远一个多月后，延安又回到了人民手中。随着西北野战军出击西府，深入国统区胜利作战，四月二十一日，据守延安的胡宗南、何文鼎部，在孤立无援的形势下弃城逃跑。中国人民解放军延属军分区部队和游击队进入延安市区。我军主动放弃一年一个月零三天后延安宣告光复。
四月二十四日，中共中央致电彭德怀、贺龙、习仲勋、林伯渠及西北人民解放军全体指战员，祝贺收复延安的伟大胜利。二十五日，西北局发布庆祝延安光复的通告。五月四日，延安各界举行庆祝光复延安胜利万人大会，并通过了给中共中央、毛泽东主席和西北人民解放军的致敬电。
习仲勋没有出席当天的会议，但是他的心情是极为欣慰的，尤其是在胜利的欢呼声中，他保持着清醒的头脑。他及时提出：各地方兵团、游击队、民兵，应更加积极地围击少数残余据点之敌，肃清反动团匪，并勇猛追击敌人;延安光复后老区担负的责任更重，不但必须大力进行生产和各项恢复工作，而且必须继续努力支援前线;要使边区广大gān部群众认清目前形势与任务，鼓舞胜利的信心，克服任何松懈情绪，我们到达最后胜利已为期不远。
四月中旬，联防军区绥德分区部队奉贺龙、习仲勋令，在内蒙古伊克昭盟准格尔旗、jī儿圪歼敌二千余人;三边分区部队在宁条梁歼敌近二百人。贺龙、习仲勋电令嘉奖，勉励全体指战员继续发扬新式整军原则与新的领导作风，大踏步进退，主动各个歼敌。
为了粉碎蒋介石、胡宗南集团对陕甘宁边区的重点进攻，习仲勋或协同彭德怀在前方指挥作战，或与贺龙、林伯渠一起经略后方，全力支前，经历了近四百个艰难困苦的日日夜夜。他谈起这段经历时总要引用毛泽东一句名言：“战争之伟力最深厚的根源，存在于民众之中。”转战陕北的战争是人民的战争，胜利也是人民的胜利。在过了四十年后，他撰文热情讴歌了边区人民在这场战争中的卓越贡献，文章写道：蒋胡军进攻延安前后，全边区共组织了两万余人的游击队和十多万民兵，活跃在整个陕北的沟沟岔岔、山山峁峁，断敌jiāo通，打敌据点，伏击车队，缉查敌特，配合主力作战，搞得敌人昼夜不宁。仅延安游击队十三个月就同敌作战一百二十八次，歼敌七百三十一人，缴获各种武器五百九十支(件)，击毁汽车两辆，破敌电线二十多公里，以至拔除了敌长官部设在枣园的特务机关。南泥湾垦区游击队，在敌人攻占该区后一个多月，就在延(安)宜(川)公路两侧七战七捷，毙俘胡军二百七十人，缴获面粉九百九十一袋，临真区政府很快恢复了工作。延川游击队在一九四七年四月至六月，共捕捉敌侦探和逃兵五百二十人，逮捕国民党保长十八人，完全摧毁了敌刚刚搞起的保甲统治。沙家店大捷后，敌七个旅南逃，沿途民兵和游击队设置路障，连续出击，使敌十五日内行程不足二百公里，我追击部队迂回敌前，击溃四个整编旅，歼敌四千一百余人。在敌后游击战中，涌现出一大批英雄集体和功臣模范，许多同志光荣献身，他们被边区人民永远敬仰。