20日20时，东征战役开始。各军团在预定渡河点迅速渡过黄河，突破了晋绥军防线。红15军团参谋长毕士悌在渡河战斗中牺牲。接着，红军向东进攻，经石楼、隰县、关上村等战斗，至27日，共歼灭和击溃晋绥军5个团，俘1200余人，控制了石楼、中阳、孝义、隰县之间的吕梁山区。此时，阎锡山一面急电蒋介石求援，一面将进入陕西省的晋绥军4个旅撤回河东，共集中14个旅编成4个纵队，从3月4日开始，分别由中阳、汾阳、介休、隰县等地向红军反击。红一方面军以一部兵力分别在隰县石口镇和中阳县关上村牵制晋绥军第1、第4纵队，集中两军团主力，于3月10日在孝义县兑九峪地区击退晋绥军第2、第3纵队计5个旅另1个团的反扑。在此期间，河西的红28军等部，乘晋绥军东撤之际，迅速进占宋家川、吴堡等地，收复部分被占苏区。3月中旬，晋绥军4个纵队再次向石楼方向反击。红一方面军鉴于晋南和晋西北国民党军兵力薄弱，决定以第1军团并指挥第81师主力为右路军，以第15军团主力为左路军，分别向南北两个方向发展进攻，扩大战果；以第15军团一部及红30军和山西游击队为中路军，在石楼、中阳、孝义、永和、隰县之间地区牵制晋绥军主力，支援左右两路军的行动。16日，右路军南下，至4月1日，占领霍县（今霍州市）、赵城（今属洪洞）、洪洞、临汾、襄陵（今属襄汾）、曲沃等县的广大乡村，并攻占襄陵县城（今襄汾襄陵镇），破坏同蒲铁路（大同―风陵渡）150余千米，消灭国民党军和民团各一部，并扩大红军3000余人，筹款7万余元。3月18日，左路军北上，至22日进至岔口镇。25日，派出1个团附骑兵连袭击晋祠镇，威胁太原。26日，向娄烦、岚县、兴县发展进攻，于31日在兴县以南曹家坡地区歼灭晋绥军2个营又1个炮兵连，俘200余人。后转至白文镇附近同3月31日由罗峪口东渡入晋的红28军会合。红军主力分兵南下北上后，入晋之国民党“中央军”以3个师又3个旅分别集结在同蒲铁路南段和晋东南地区，阻止红军向晋东南发展；以5个师编成3个纵队协同晋绥军4个纵队向红军进攻。同时，蒋介石还强令驻陕西的东北军和西北军向延长、延川进攻，截断红军退路，企图围歼红军于晋西地区。3月29日，晋绥军占领了红军控制的黄河各渡口。在此情况下，红一方面军决定左右两路军向中路军靠拢，集中兵力相机歼敌。4月4日，右路军开始西移，当进至河津地区时，因国民党军2个纵队向稷山逼近，随即北移，15日攻克吉县县城，全歼守城保卫团，俘其县长以下300余人，接着夺占平渡关至清水关各渡口，主力进至大宁、蒲县、隰县之间地区。左路军于4月4日开始由康宁镇地区南下，在圪洞镇、金罗镇和师庄、三角庄地区三战皆捷，共歼灭晋绥军1个多团，俘700余人，14日进至大麦郊休整。随左路军行动的红28军，中途奉命转向黄河岸边攻击三交镇，军长刘志丹在战斗中牺牲。中旬，红军各部靠拢后，国民党军7个纵队从三交镇、中阳、孝义、灵石、临汾、新绛、河津之线，逐步向红军推进。红一方面军为避免不利决战，遂于5月2～5日从清水关、铁罗关西渡黄河，回师陕北苏区的延长、延川、永坪地区。