刚刚部署完毕，驻在镇原县城的敌一百旅第三团马登霄部已抵达屯字镇，其先头部队已在镇西与解放军接触，发生战斗。马继援的高参韩有禄和马登霄根据地形和兵力情况，急忙部署：一营为右翼队，攻击屯字镇南端涧沟沿起至西门；二营为左翼队，攻击西门起至北城角；三营和团直属队为预备队，在屯字镇西端凹地集中待命；团部指挥所在预备队附近设立。
敌—营从中午开始攻击，城内解放军即出城迎战，一时战斗非常激烈，马家军死伤甚多。到下午二时，城内解放军又几次进行猛烈反击。马家军参加攻击的军队已精疲力尽，无能为力，只好停止攻击，原地防守．韩有禄和马登霄看到这种情况，惊惶起来，即向马继援告急。正在敌人万分焦急之际，由敌副师长马全义率领的一00旅和独骑五团到达屯字以北地区，与马登霄团取得联系后，立即部署兵力，向屯字镇东北两面进行包围攻击，守备在东关的六纵队一团二营，减员较大，开战不一会儿，营长赵庆思中弹牺牲了，教导员汪培模头部也负了伤。副营长阎德山同志主动担当了指挥重担，在一、三营的紧密配合下，浴血奋战，始终坚守在阵地上。
新四旅得知教导旅被围在屯字镇内，全旅紧急集合，从三十里外跑步赶来。赶到屯字镇以后，由于解围心切，他们连夜向敌人发起攻击，因部队刚刚到来就马上投入战斗。情况不了解，地形不熟悉，准备不充分，所以没有打通通往屯字镇西关学校的通道，未能达到解救教导旅出围的目的。但是，他们与教导旅三团紧密配合，牵制敌人，大大减轻了南面的威胁。在这次战斗中，优秀的共产党员，十六团政委常祥考、一营教导员刘宾、二营教导员史晋昌同志，亲率部队冲锋在前，英勇牺牲了。彭德怀司令员为常祥考同志，亲笔写了悼词，号召全体指战员“更加奋战。全歼胡马匪帮，解放大西北，解放全中国。为民复仇，为你（常祥考）和所有烈士复仇”。
坚守阵地 浴血奋战
四日傍晚，罗元发司令员命令纵队侦察科长王正臣带一个侦察员，趁天黑冲出镇子，找到野司指挥部，向彭总报告了屯字镇被围的情况。这时，警卫员端来了晚饭，彭总顾不得吃饭，便飞身上马，直驱前沿阵地。一路上彭总向王正臣同志询问了屯字镇的详细情况。到了屯字镇遥遥在望时，彭总举起望远镜，观察了屯字镇的动静，分析了敌情。
当天晚上，彭总发来电报指示：“六纵队一定要守住屯字镇，吸引住敌人，总部和其他部队可以乘机转移，甩开敌人，重新集结，组织一次新的战役。狠狠打击敌人，消灭马步芳的日子不会太远了。”命令教导旅坚持在屯字镇吸引住敌人，等待野战军主力赶到对敌人实行反包围，然后，内外夹击，全歼敌二十八师。
接到电报后，罗元发司令员、徐立清政委和陈海涵旅长、关盛志政委等领导同志，虽然身陷重围，四面受敌，处境十分不利，仍以大局为重，挺身而出，率领部队，同心同德，浴血奋战，全力以赴实现彭总的决心，为主力创造有利战机。
五日，教导旅组织部队多次出击敌人，夺回了一些阵地和几个村子，敌人摸不清我们有多少兵力，在解放军勇猛出击时，都纷纷退却．等解放军撤回城内坚守阵地后，敌人又回头向前推进。就这样来回拉锯七八次，苦战了一整天，敌人始终未能攻进屯字镇内来。但解放军在一天的激战中，消毫也比较大。而且敌人不断地用八二迫击炮向镇内轰击，也造成不少伤亡，二团副政委赵明月，教导旅卫生部副部长王仲斌等同志都在战斗中牺牲了。受伤者更是不少。二团副政委王二是、二团一营教导员刘瑞等同志都负了重伤。下午六时左右，战场情况突然发生变化，解放军主力部队约有七千多人，从屯字镇西南方向神速迂回过来，将“马家军”一百旅等部三面紧紧包围起来，腹背夹击，“马家军”一次又一次的反复冲锋攻击，均未能得逞，伤亡大大增加。这时天已黄昏，整个屯字镇在炽烈的炮火下，处于一片火海之中，厮杀声和枪声震彻四野，被包围的敌一百旅谭成祥部和独骑五团马成贤部向外线猛烈突围，先后十多次激烈的白刃战，但并没有突围出去。
在这一天里，敌人的兵力不断增强，“马家军”已增加到四个骑兵师、三个步兵师。胡宗南的李振兵团、裴昌会兵团也由南向北推进，企图将西北野战军主力“聚歼”于泾川、西峰、屯字镇三角地区，情况越来越严重。
傍晚，彭总第二次发来电报，命令教导旅继续坚守屯字镇，西野主力正在部署对敌人的反包围。
接到电报后，纵队和教导旅的领导同志立即开会，研究敌情，调整部署，加强第一线的营连两级指挥，缩小了一些不必要的阵地，以解决兵力不足的问题。
当晚，徐立清政委曾提出要把新四旅十六团调进来，但始终未能进来。
那天晚上，陈海涵旅长和关盛志政委，一直站在城墙上观察敌情，思考着明天的仗怎样打？突然有一发炮弹落在城墙下面，关政委负了伤，还有一位参谋被炸牺牲。陈旅长、关政委走下城墙后，遇到一团团长罗少伟和二团团长王季龙。他们都说，照这样下去不是办法，要拿个主意来。陈旅长再三考虑之后．随即写信命令在镇子外面的教导旅三团火速进入镇内。信写好后，征得纵队领导们的同意，并用电台报告了彭总之后，即派三团二营副营长顾德法把信送到三团去。
三团团长伍生荣接到信后，连夜把各连连长召集起来，作了简短的动员。立即挑选了七八个连队，由副团长王洁清亲自指挥，全部轻装，趁着夜色，沿着深沟崖壁的羊肠小道向屯字镇靠近，从敌人包围圈接合部的空隙处顺利地接近了深沟对面的沟沿，互相喊话通上了联系，陈旅长考虑到三团占据的王庄是屯字镇西南角的跳板，于是，又让王洁清同志把一个重机枪连带回去，让其余六个连和一个炮兵连顺着深沟崖壁小路，上屯字镇里来。这样，使屯字镇里的实力有所改观，才得以第二天继续坚持抗击敌人。
六日拂晓，教导旅把部队整顿了一下。把三团的几个连队统归二团王季龙团长指挥，把旅部警卫营交给—团罗少伟团长指挥，陈旅长手下只留一个通讯连，并让通讯连把弹药全部交给战斗部队。这一天，解放军竭尽全力，艰苦抗击敌人，战斗打得十分顽强、英勇，战斗过程非常艰苦困难。但教导旅的干部战士是久经考验，具有优良传统的部队，很多人轻伤不下火线，甚至重伤也不下火线，一直坚持到黄昏，敌人虽然比解放军多好几倍，但始终未能攻占解放军的阵地。
深夜突围 胜利转移
在屯字战斗中，彭总本想以西野主力，对包围屯字镇的“马家军”实行反包围。但西野主力的包围尚未完全构成之时，敌情发生了严重变化。马步芳和马继援不惜血本，倾巢而出，其四个骑兵师、三个步兵师由西向南，步步紧逼，形成错综复杂的态势。屯字镇内是我教导旅；屯字镇外边是青马八十二师；八十二师外面是西野新四旅，新四旅外边是敌一百旅等部，敌人外边又是西野一纵队和四纵队一部；东南面又是胡宗南的裴、李兵团的十几个师尾追野战军主力，由南向北逼近。敌人的总兵力比野战军多好几倍，并有四架飞机，协助地面部队作战。
在这种情况下，六日，彭总又来到新四旅阵地王庄，观察战况，分析敌情，晚上，他向教导旅下达了突围的命令，并接到教导旅复电之后，便和总部几位参谋人员一起，直向靠近屯字镇的沟沿走去。彭总望着沟对岸的屯字镇，深情地说：“教导旅被敌人重兵包围着，我心里急啊！我要对教导旅负责，这是毛主席表扬过的部队，有不少连队组建在红军时代，我作为司令员，怎么能只顾自己安全，不管部队存亡呢！”过了一阵，彭总又说：“罗元发、徐立清同志在里头，陈海涵、关盛志同志也在里头，他们有多少安全保障？战士们又有多少安全保障？从延安七昼夜到这两年，你们打了多少仗，取得了多大成绩，又有多少指战员同志牺牲了、负伤了？我心里是清楚的，现在，他们处在最紧要的关头，一个是顺利突围出来，一个是被胡马打掉，在这种时候，我能坐得住吗？你也应当体谅我嘛！”彭总讲着眼眶都湿润了。生死关头，彭总和部队总是休戚相关，同甘共苦，使在场的人都深受感动。
在屯字镇里的六纵队领导，接到彭总关于突围的电报后，徐立清政委、罗元发司令员立即召集纵队和旅部的领导同志以及作战、侦察科长开会研究，徐立清政委对大家说：“起初，彭总命令我们坚守屯字镇，那是正确的，不这样做就不能掩护野战军主力转危为安。现在，彭总命令我们突围也是对的，敌情发生变化了嘛！我们要动员部队，坚决实现彭总的决心，决不能有丝毫的动摇或怨言。”大家都同意徐政委的意见。接着，研究了突围的方向和序列，开始有条不紊地撤退。
突围前，教导旅又组织了一次出击，把敌人向后压缩了一段距离，敌人围堵了屯字镇的东、西、北三面，他们认为南面是深沟绝壁，不便行动，只用火力封锁。且马家军几天来，一直是昼打夜停，不恋夜战。因此，解放军趁夜幕的掩护，分三批迅速、隐蔽、秘密地突围出去，第一批由教导旅政委关盛志带领轻伤员和后勤人员先撤出；第二批由罗司令员、徐政委带领主力部队撤出；第三批由陈旅长和一团罗少伟团长、二团王季龙团长带领警戒部队在出击敌人之后撤出。不能突围的重伤员都纷纷表示，为了掩护野战军主力安全转移，要求给他们留下几棵手榴弹，准备和敌人同归于尽，表现了解放军战士在生死关头无比高尚的风格和情操！
部队于夜间十时开始做准备，一时左右依次从下切二百米深、倾斜九十度的坎坷沟里，用绳索吊下沟底。行动中，队伍秩序基本良好，人员没有遭到损失。
天刚黑时，新四旅为了迷惑敌人，掩护教导旅突围，也在西面采取了直接佯攻，吸引了敌人的火力。
突围出来的部队，共约四五千人，拂晓，部队上到原畔，跟随一纵队向东前进，与彭总率领的部队会合，一见到彭总，大家激动得说不出话来。彭总问：“都出来了吗？”罗元发回答：“凡是能坚持走的动的全都出来了，只是重伤员……”彭总安慰说：“你们坚决执行命令，部队打得英勇顽强，突围出来了就是胜利！留得青山在，不怕没柴烧，告诉部队，消灭马匪军的日子不会太长了！”
敌人攻进屯字镇后，才发现是一座空城，解放军已不翼而飞。敌人气急败坏地四处寻找西野主力决战。
五月十二日，西北野战军主力回到关中马栏镇。十六日，进入黄龙山区，休整待命准备再战，彻底消灭胡宗南、“马家军”，解放大西北，解放全中国。
屯字战斗结束后，当地群众陆续返回家园。据当地群众反映，当时屯字镇外，敌人尸横遍野，不计其数，据以后调查，敌八十二师伤亡三千余人。
在镇子里面，解放军重伤员和烈士遗体也不少．群众冒着被杀头的危险，千方百计救护伤员，掩埋烈士遗体。屯字镇战斗结束后的当天下午，解放军某团参谋魏发元带领受伤战士—百多人，躲藏在群众刘登第家门前沟里，马家军到此搜索，刘登第忙上前报告：“老总，我们这里的兵都走光了。”敌人走后，晚间，魏发元带领士兵脱险归队。解放军某部连长杨何得腰、腿部三处受伤，抬到刘登第家养伤二十四天，后由刘得杰护送到西华池归队。某部五团一营二连战士白长义（陕西榆林人）受伤四处，倒在群众刘得海家门前，刘登第请邻居抬到他家看护月余，伤好归队。新四旅参谋张学勋受伤后，群众左树芳抬到他家藏匿起来养伤半月，又转移到左有贤家养伤二十天，伤愈后，送给衣服三件，身份证一件，送回曲子。群众刘清虎家藏一刘姓伤员养伤四个月，送给衣服和路费，使其安全离开屯字镇归队去了。群众脱正芳家隐藏伤员五名，养伤十六天后归队。四殿马家群众马廷玺家住着一名伤员叫高志勤，腰部受伤，不能行动．他弟兄三人将高抬到—个旧庄院的麦衣窑洞里藏起来，白天偷偷送饭，晚上去人做伴，听到马家队伍清乡搜查，他们赶紧把伤员转移到山沟里隐藏。待敌人搜过去，晚上又背回家来，在他家住了三个多月，伤愈后，由马文全带路送到孟坝县政府。群众马金昌家住一伤员王万林，脚部受伤，不能行走，他偷偷请来医生治疗。伤愈后，王万林依依离开马金昌家去找部队。群众郭克捷家住了四名重伤员，其中有一班长姓冯在他家养伤四天，伤势稍轻后，晚上，郭克捷带路送到孟坝的九沟川，指明去孟坝的路线，四名伤员返回了边区。象这样藏匿救护伤员的群众，不胜枚举。
对英勇牺牲的革命烈士的遗体，当地群众杯着万分悲痛的心情，想尽一切办法，掩埋入土，悼念亡灵。如岭头村群众李敬行一人，就掩埋了二十多个烈士的遗体。苍口田家群众田维番将为他父亲准备的棺木用来装殓掩埋了解放军的—名指挥员的遗体。总之，在当地群众的努力下，使解放军的四百名烈士的遗体都被入土安葬，未被暴尸荒野。
出师西府，历时一月。彭总率领西北野战军转战一千五百余里，先后收复了延安、洛川、旬邑，并一度解放了彬县、永寿、长武、灵台、麟游、凤翔、扶凤、歧山、宝鸡、千阳、崇信等十四座县城，共歼敌二万一千九百余人，摧毁了敌人的战略后方，解放军得到了补充，扩大了新区，扩大了政治影响，给敌人以严重杀伤，迫使胡宗南放弃延安，向南收缩。
特别是第六纵队经过陇东西府战役的严峻考验，更显出人民解放军是打不烂，拖不垮，不可战胜的！
为了缅怀在屯字战斗中牺牲的革命先烈，激励后人斗志，中共庆阳地委、庆阳地区行政公署、中共镇原县委、镇原县革命委员会于—九七八年，在屯字镇修建了烈士纪念塔。纪念塔正面大字竖书：“中国人解