1946年10月底，国民党全面进攻被我军粉碎后，改为集中优势兵力分成两个集团，向我陕西和山东解放区发动重点进攻。国民党军调集胡宗南部进攻陕北，企图消灭在延安的中共中央和人民解放军的领导机关。

为粉碎敌人对延安的进攻，中中央军委决定调晋冀鲁豫野战军第4纵队陈赓部及晋绥第1纵队进入陕北作战，并以晋绥的第359旅、独立第4旅及太岳军区第24旅，进入吕梁地区展开攻势，掩护第4纵队从吕梁通过，参加陕北作战。

吕梁作战于11月22日开始。我以绝对优势的兵力，连续对隰县、蒲县、石楼、中阳、大宁、永和等守备薄弱的敌人攻击，到12月12日为止，攻克了上述各城，全歼守敌，俘阎锡山部“晋西地区总指挥”上将杨澄源以下官兵及行政人员5200余人，缴获了大批粮食，为歼灭胡宗南部开辟了战场。

12月17日，胡宗南慑于我吕梁作战胜利，仓皇调集6个旅，分由临汾（整编第1、第90师及整编第30师之第67旅等共5个旅）、吉县（第47旅）向大宁进攻，企图驱走我军，稳定晋西南局面，并于占领大宁后再向延安进攻。

12月22日、23日，我军向进至蒲县、午城镇间的敌人连续出击，歼敌1个多营。为了创造较大战机，24日，陈赓、王震、谢富治决心主动放弃隰县、永和，诱敌深入。26日，第13旅于蒲县以北地区伏击，歼敌1个加强营及1个运输队，第359旅又将临汾、蒲县间敌人的后方补给线切断，使敌粮食供给极为困难。此时，我太岳军区主力发起翼城作战，又给敌后方以有力打击。28日，敌乃被迫由原路回撤。29日，我第13旅于蒲县西北的薛关、井沟间将敌后卫第67旅切断，乘敌混乱，我军以第10、第13旅与太岳军区第24旅由南北两面向敌夹击，敌第67旅除少数逃脱外，全部被歼。接着于1947年1月1日乘胜攻歼蒲县守敌一部。至此，敌进犯吕梁的行动被粉碎，偷袭延安的计划被迫推迟。

吕梁战役，歼灭了胡宗南部第67旅，推迟了胡宗南进攻延安的计划，解放了吕梁3万多平方公里土地及数十万人口，将胡宗南部压缩到同蒲沿线，扩大了陕甘宁边区、晋冀鲁豫边区与晋绥解放区的联系，为晋南、晋西作战造成了更有利的形势。