預定計劃後，十分高興，當即發電嘉勉，並電令全軍迅速合圍，殲滅敵人。
第一野戰軍以雷霆萬鈞之勢向敵發動攻擊，使胡宗南集團猝不及防。戰役發展異常順利、迅速，只一天多時間已從東、北、西三面將胡部之第十八兵團部及第六十五、第三十八軍，以及西北軍政長官公署的第一一九軍等包圍於扶風、眉縣地區。12日，胡部第六十五、第三十八軍集全力向羅局鎮突圍，企圖撤向寶雞。堅守羅局鎮是第一野戰軍殲滅胡宗南主力的決定性一環，而對胡宗南部來說能否奪取羅局鎮是其生死存亡的關鍵。一場激烈的戰鬥在羅局鎮地區展開。胡軍輪番衝擊十餘次，企圖突圍。第一野戰軍第二兵團第四軍在羅局鎮展開了頑強的阻擊戰。指戰員在“寸土不失”、“堵住敵人就是勝利”的口號鼓舞下，與敵軍反覆拼搏，陣地屹立不動。
與此同時，第一野戰軍第二兵團的第三、第六軍向羅局地區之敵右側背進攻，第十八兵團附第七軍由東向西進攻，逐漸緊縮包圍圈。在第二兵團和十八兵團前後夾擊下，到12日中午，敵3個軍大部被壓縮於午井以西、高王寺以南、羅局鎮以東之渭河河灘上。下午3時，野戰軍發起總攻，8時左右，胡宗南部除一部南渡渭河逃命，大部被殲。第一兵團在全殲敵九十軍的二十四師等部後，攻佔眉縣以西地區，將泅渡渭河的8000多敵人全部俘獲。12日午夜，第二和第十八兵團在羅局、午井地區勝利會師。接著各兵團乘勝西進，至14日先後佔領蔡家坡、岐山、鳳翔、寶雞和益門鎮等地。
彭德懷針對胡宗南兵力集中但沒有戰役預備隊的弱點，採取以一個兵團的兵力迂迴敵側後，兩翼牽制，大膽插入敵縱深，斷敵後路，然後包圍分割殲滅敵人的戰術，使敵無兵可援，無路可逃，更無法形成有組織的抵抗，實為他軍事指揮上的又一奇招。由於這一戰術完全出敵不意，實際戰鬥時間比預計的要短，戰果也比預計的要大，只花了一比十的代價，就把敵人4個軍解決了。當他聽到逃往渭河南岸的殘敵也被消滅時，高興地把拳頭往桌上一擊，說：“很好，這才叫全勝！”一年前在土基會議上受到嚴厲批評的四軍（當時的四縱隊），在這次戰役中，一晝夜前進140多里，穿入敵後，在羅局鎮頑強抗擊，完成堵敵重任，他給予熱情表揚：四軍這次打得很出色，立了功。為奪取戰役的全勝起到關鍵作用。
扶眉戰役經4天戰鬥，共殲敵4個軍4。3萬餘人，解放扶風、眉縣、鳳翔、寶雞等8座縣城，控制了秦嶺以北廣大地區。胡宗南主力被重創，殘部退守秦嶺，陷入“泥菩薩過河——自身難保”的境地。青寧“二馬”為儲存實力，繼續往西撤退至平涼地區。胡馬之作戰聯盟實際已被粉碎，“二馬”徹底孤立。彭德懷抓住這個有利時機，決定追殲“二馬”。
扶眉戰役後，退至隴東平涼地區的青寧“二馬”，在國民黨反動集團策劃下，由國民黨西北軍政長官馬步芳召集軍事會議，制定了平涼作戰計劃，準備負隅頑抗，以保甘肅、寧夏、青海3省。
7月中旬，彭德懷在虢鎮北文廣村召開軍以上高階幹部會，總結扶眉戰役和討論確定下一個戰役目標。他說：胡宗南雖然還有十多萬兵力，但已無進攻關中的能力。彭德懷分析，青寧“二馬”退守隴東地區，在未受我軍殲滅性打擊的情況下，將憑藉平涼一帶天險進行抵抗。西北地區雨季逼近，隴縣南北山高路險，人煙稀少，認為戰役行動應儘量提早，推遲則困難更多。經會議討論，決定以第十八兵團主力位於寶雞、西安一線鉗制胡宗南部，集中第一、第二、第十九兵團進行隴東戰役，殲滅“二馬”主力於平涼、涇川地區。
會後，彭德懷向毛澤東報告了扶眉戰役情況和平涼戰役部署。23日毛澤東覆電說：打胡勝利極大，甚慰。不顧熱天，乘勝舉行打馬戰役是很對的。只要平涼戰役能殲兩馬主力，則西北戰局即可基本解決。往後佔領甘（肅）、寧（夏）、青（海）、新（疆）4省基本上只是走路和接管問題，沒有嚴重的作戰問題。
7月下旬至8月上旬，彭德懷指揮了隴東追擊戰。由於青寧“二馬”均想儲存實力，馬鴻逵不想給馬步芳當“馬前卒”打頭陣，“二馬”的“平涼會戰”計劃流產，分向蘭州、寧夏撤退。第一野戰軍二十多天的追擊，前進近千里，殲敵萬餘人，解放了隴東廣大地區，分割了青寧“二馬”，開啟了進軍蘭州、寧夏的大門。
在追擊“二馬”，向蘭州進軍的途中，彭德懷目睹當地農民的極端貧困狀況。那食不果腹、衣不蔽體的悲慘景象，使他情不自禁地回想起自己的童年，深深地被震動了。一次，