九日，彭德怀、习仲勋根据中央军委、毛泽东电示作出部署，指挥各纵、旅由曲子地区出发，于十二日进抵环县城周围地区。第一纵队由城东北到城东南，新四旅由城西南到城西北围攻环县;第二纵队在城东南和西南协助攻城并打援;以教导旅在环县以西准备打击增援的国民党军独立骑兵第五团;陇东分区独立团在三岔和驿马关进行游击活动;陇东骑兵营对洪德方向警戒。十四日九时，彭德怀、习仲勋致电中央军委，决定十五日先歼灭环县以西胡家湾、魏家河之敌后再围城。当日，第一纵队在环县西北配合新四旅击毁向环县赶运物资的十几辆敌军汽车。十五日向guī缩于环县城内的马鸿宾第八十一师发起总攻。第一纵队三五八旅在第二纵队独四旅的配合下，经过一昼夜的激烈争夺战，于十六日上午攻占了位于城西的王家原敌主阵地，新四旅同时攻占了玉皇山。下午一时，环县城内守敌全线动摇，丢弃了山pào、野战pào、平shepào等重型武器和装备物资，从我第一、二纵结合部城东塬逃跑。第二纵队三五九旅直追至洪德城附近，截歼残敌三百余人。环县战斗歼敌第八十一师一千一百余人，使马鸿宾亏了苦心经营多年的血本。当天十三时、十五时，彭德怀、习仲勋两次致电中央军委，报告战斗进展和攻克环县情况。
在环县城内西野指挥部里，习仲勋同彭德怀一起与在将台战斗中俘虏的国民党军新编八十一师一七九团上校团长马奠邦有过一次不寻常的谈话。这是因为马奠邦是马鸿英侄女婿，优待这个俘虏对做好马鸿宾的统战工作具有特殊的意义。彭德怀、习仲勋仔细听了马奠邦关于国民党第八战区兵力部署及装备情况的介绍后，彭德怀先说：“马子寅(马鸿宾字)是个好人。我们长征到同心县时，当地老百姓就说他是个好人。”彭德怀与习仲勋jiāo换了一下目光，接着道：我们准备马上释放此役所俘贵方军官。但有一封信要请你带给马鸿宾先生，等到解放兰州后，你们可以起义。另外，在你们中宁县军部还关押着我们十八个人，让马鸿宾先生能予放回。”习仲勋特别叮嘱其向马鸿宾问候，并安排带足路费，派专人和马匹护送马奠邦返回宁夏中卫县驻地。这一事件对马鸿宾触动很大，便于次日释放了他所关押的被俘人员。一九四九年九月，马鸿宾父子率部起义，建国后担任宁夏、甘肃省副主席、西北行政委员会副主席、中华人民共和国国防委员会委员等重要职务，为祖国的和平和建设事业做出了贡献。
彭德怀、习仲勋指挥陇东战役持续了十九天之久。是役共消灭国民党军步、骑两个整团，予国民党整编第八十一师以歼灭性打击，歼敌四千三百余人。收复了环县、曲子及庆阳、合水以西广大地区，突破了国民党军八十公里的防线，为日后向北发展打开了缺口。十七日，中央军委致电彭德怀、习仲勋：攻克环县，甚慰。
人民解放军西北野战兵团陇东战役的胜利，使胡宗南极为震惊，急调其主力部队加qiáng固原防御，同时以正在进行“清剿”的整编第二十九军控制宜君以西地区，防止我军出击关中和陇西。根据当时形势，中央军委提出收复三边地区，六月十七日即致电彭德怀、习仲勋：“目前宜打分散与较弱之敌，不宜打集中与qiáng大之敌。”“我军下一步行动可从打宁马十八师，收复定(边)、盐(池);或打延安、洛川间守备之敌，断敌后路，二者择一。”彭德怀、习仲勋决心趁雨季和暑期到来之前收复三边地区。二十一日致电中央军委，报告歼击三边敌人计划，电文特别提到：环县战斗证实，宁马军装备、战斗力并不比胡军弱，士气、身体qiáng健，善走比胡军qiáng。二十二日二十时，中央军委复电彭、习：三边敌人qiáng大，请注意各个击破，每次集中全力歼其一两个团，以一个月以上时间完成任务。
三边分区是位于陕甘宁边区西北部的一个分区，其定边、安边、靖边、盐池坐落在古长城脚下，地处毛乌素沙漠的边沿。在胡宗南进攻延安之时，马鸿逵集团倾巢进犯，占据三边分区，并企图长期统治这一地区。三边地区党的组织和民主政权也遭到严重破坏，人民群众的斗争信心受到影响。六月二十五日，彭德怀、习仲勋率野战兵团从环县向三边地区隐蔽进发。这是一次艰苦的行军。塞上酷暑季节，头顶是炎炎烈日，脚下是发烫的沙漠，人烟稀少，gān旱少水，由于极度gān渴，战士出现鼻孔流血、嘴唇gān裂甚至中暑休克现象。习仲勋看到一现象心急如焚，除让想方设法寻找水源外，还亲自给战士端水喝、送马骑，要求gān部关爱战士，官兵一致，克服困难。
二十九日，部队越过荒漠苦水地区，进入定边南山。三十日，彭德怀、习仲勋指挥第一纵队和新四旅迅速向定边发起进攻;教导旅进至定边西南截击可能向西逃跑之敌;第二纵队消灭砖井堡、安边之敌并截断砖井堡以东之敌西撤退路。当日正午时分，野战兵团主力接近定边城郊，守敌骑兵第十旅第二团弃城逃跑;第二纵队占领砖井堡。
七月二日，第二纵队独四旅攻占安边。为了收复盐池，彭德怀、习仲勋作了详细实地勘察后得知：盐池守敌有固守待援可能;盐池粮草均缺，城郊十里内有水，十里外没水。同日指示作战部队在定边收集大车准备运草驮粮，准备油篓盛水驮送;练习沙地行军、防空、she击、自动火器与pào须备油布等铺在地面上发she，须防飞沙吸进枪膛内。七月七日，第一纵队继续西进，攻占盐池城，歼灭敌骑兵第二十团一个连。至此，三边分区全境收复，战役结束。
●小河会议前后
当彭德怀、习仲勋指挥西北野战兵团收复三边之时，中国人民解放战争已进入第二个年头。这时转战陕北途中的中共中央和毛泽东jīng心筹划的一个重大战略决策也开始实现：中国人民解放军由战略防御转入战略进攻的号角已经chuī响。为了总结人民解放战争一年来的经验和部署战略反攻计划，研究确定全国解放战争第二年的一系列重大问题，党中央、毛泽东决定召开中共中央扩大会议。
毛泽东对召开这次会议考虑了较长时间，并多次征求过彭德怀、习仲勋意见。确定会议的最初主题是：讨论晋冀鲁豫野战军陈(赓)谢(富治)纵队到陕北战场配合作战问题。因为在西北野战兵团取得三战三捷之后，中共中央曾作出决定，陈谢纵队在结束晋南反攻战役后现地待命，准备西渡huáng河至陕北，受彭德怀、习仲勋指挥，协力击破胡宗南系统，收复延安，保卫陕甘宁，夺取大西北。六月二十日，毛泽东电告陈赓：纵队暂由谢富治、韩钧指挥，陈赓于二十五日动身来中央，商量作战方针。同一天，毛泽东在给彭德怀一份关于边区野战兵团和陈谢纵队作战方针的电文中又提到了开会问题，指出“榆林、三边两役完成之后，准备向南出击之前，似宜开会一次，讨论作战及补给等事，届时当请你们及陈赓来中央集会”。七月四日，彭德怀、习仲勋在刚刚结束了收复定边战斗后，便接到了毛泽东于当日凌晨四时发出的电报，征求对夺取大西北的方案。这时，山东战场的局势发生了变化。鉴于刘邓大军控制了huáng河南岸的广阔地区，与陈粟野战军形成夹运河相互呼应作战态势，中央军委对于整个战略部署又有了新的考虑，于是毛泽东即电示彭德怀、习仲勋：“关于击灭胡宗南，夺取大西北，有两个方案仍然值得考虑：(一)陈谢纵队照原议来边区，从内线歼灭其相当数量，然后出外线(陇南)，与边区集团直接协力完成任务。(二)估计到边区人口稀少，粮食及各种供应颇为浩繁;又估计到鄂豫陕三省jiāo界及平汉以西、汉水以北、渭水以南广大地区敌力空虚;又估计到假如使用陈纵于该区，必然要吸引胡部一个军(五个到八个旅)使用于该方面，而如果胡部有一个军出该方面，则边区敌力大减，利于边区集团各个歼敌;又估计到刘邓十二万人已渡河向陇海前进，如若陈纵到鄂豫陕边开辟新战场，对刘邓亦有帮助，但陈纵基本任务是协同边区集团击灭胡宗南，夺取大西北，并不变更。以上两案究以何者较为适宜，请予考虑。”“你们二位是否可于盐池收复后，令部队在现地休整一时期，自己来小河会商一次。如若你们赞成开会，则我们拟电约贺龙同志亦来开会，时间大约可定在十三日。”其间，毛泽东还派中央军委秘书长杨尚昆专程到张家畔野司驻地，向彭德怀、习仲勋送jiāo他的亲笔信。