与此同时，我地下党获悉，敌八十四师五〇〇团三营，护送400余驮军装、物资、军饷，由绥德师部驻地出发，向瓦窑堡运送。他们立即将这一动向报告赤卫军，赤卫军通过“传山哨”（每个山头布置的观察哨，一有情况就用不同讯号传递），把情报传递给驻在单头的九支队。

经过细致的研究和周密的布置，九支队决心拖住敌人，争取时间，便于主力红军赶来歼灭这股敌人。他们在东、南、北三面设伏，满山插红旗、放土炮、鸣土枪，在铁桶里放鞭炮，使被围之敌难辩真伪，惶恐不安，进退两难。

志丹接到九支队的报告后，很快制定了消灭敌人的作战计划。他率领红军主力急行军赶到马家坪附近。此时九支队已歼灭敌前卫班12人。被红军游击队和群众围住的敌人这时已经疲惫不堪。志丹登高观察了敌人据守山头的态势后，立即命令步兵三团向马家坪北山梁攻击；红一团向马家坪西山梁攻击；义勇军从单头向西迂回到侧面向敌进攻；红二团从湫峪沟出发向敌西侧发起攻击；形成四面包围。并命令九支队率领赤卫军、少先队，在史家沟村及其两翼布置第二层天罗地网，捕捉逃跑之敌。

按照志丹的统一指挥和号令，各部队的冲锋号从敌人的四面八方同时响起，顿时杀声、枪声、手榴弹爆炸声响成一片，震撼着秀延河两岸的山谷。孤立无援之敌丧魂落魄，盲目逃窜。不到2个小时，战斗胜利结束，被围之敌无一漏网。

这一仗，击毙敌营长及以下40余人，俘敌副营长及各类人员450余人。往常飞扬拔扈的逃亡地主、反动分子、“铲共”义勇军及敌军家属共100余人也做了俘虏。

这一仗缴获长短枪350余支，轻机枪27挺，马克沁重机枪2挺，八二迫击炮2门；单军衣4000余套，银元20000余元，医药及医疗器材16大箱，还有其它许多物资。

两战两捷，动摇了敌八十四师整个防线。驻瓦窑堡之敌五〇〇团长李少堂在极度惊恐下，撤回了驻安定县和延川县永坪之敌，以加强瓦窑堡的防务。其分割秀延（即安定县北区）、赤源（即安定县西区）、延川、清涧的企图也成了泡影。

我军在消灭敌2个营又1个连的胜利中，解放了安定县城——这是我军解放的第一座县城。