蒋介石获知中央红军冲破西兰公路封锁线，通过平凉、固原，翻越六盘山，向东而去的消息后，非常恼火：“六载含辛茹苦，未竟全功”，立即部署国民党东北军在隆德、平凉、固原合力堵截红军，还急电命令何柱国、毛炳文、马鸿宾部：“红军长途行军，疲惫不堪，企图进入陕北会合刘志丹，兹令你部骑兵前往堵截，相机包围，予以歼灭。”所以，马鸿宾的骑兵团、毛炳文的骑兵以及东北军白凤翔的骑兵反复和中央红军交锋，一直尾追不放，还气势汹汹地直扑吴起镇。
10月19日上午，敌人骑兵的先头部队沿头道川侦察前进，干部团团长陈赓率后卫部队在王畔子、新寨、白屯一带多次打退敌人，给主力红军在吴起镇集结赢得了时间。
宁夏二马和毛炳文部的骑兵让行军掉队的红军战士吃了不少亏。虽然在长征路上打过国民党骑兵，但有的部队仍不知所措。过去红军是和两条腿的敌人作战，现在要和六条腿的敌人作战，感觉骑兵倏忽而来，倏忽而去，刀兆闪闪，声势夺人。所以，在讨论如何打敌人骑兵的问题上，大家形成了一个其识：敌人骑兵在平原作战，可以发挥优势，而在山沟里作战，他们的优将就变成了劣势。在山里打仗，敌人要下马和我们作战，还要招呼马匹，战斗力一定会下降。
中共中央落脚吴起镇的当天下午，张闻天、毛泽东、周恩来、博古被安排住在关帝庙后面油房院的窑洞里。毛泽东晚上7时致电彭德怀，再次提到保安：吴起镇已是苏区边境，此地以东即有红色政权，保安城闻有红色部队，但吴起镇、金汤镇之间之金佛坪有地主武装百余守堡，拟派队消灭之。并请彭德怀来吴起镇，商谈对敌骑兵的作战事宜。彭德怀、毛泽东、周恩来就军事形势和作战行动详细地交换了意见。毛泽东说：“我疲劳，敌人也疲劳。壁上红旗飘落照我们打退敌人，不要把敌人带进陕北根据地。”
会后，按毛泽东的意见，彭德怀精心部署和指挥这次“割尾巴”战役。
马鸿逵的骑兵团刚刚和红二十五军徐海东部交过手，团长马培清知道红军的骁勇，心里有底，不和红军硬打。而东北军的白凤翔部队没有遭逢过红军，自恃兵强马壮，藐视这些人疲马乏的队伍，便勇敢地向吴起镇挺进。马培清对白凤翔说：“估计中央红军已经和陕北红军会合，他们兵力雄厚。我们又出了甘肃，打不打呢？”白凤翔挥舞着手枪说：“本来我也不想打，可这个兄弟（指手枪）不同意，一定要打！”于是，东北军骑兵在前，马培清骑兵团在后。从10月19日开始与红军后卫部队交火，红军边打边退，敌人骑兵便大胆尾追。
10月20日，马培清率领骑兵团顺头道川、二道川中间的山岭侦察前进。白凤翔自认为装备精良，气焰嚣张，沿川道正面推进。他们不曾料到，中央红军正在布置伏击圈，将给予他们有力的痛击。
彭德怀把反击的重点放在旱起镇西北方的头道川一带。林彪和聂荣臻率第一纵队设伏千头道川、平台山（今胜利山）；彭雪枫和李富春率第二纵队设伏在二道川；叶剑英和邓发的第三纵队设伏于三道川。三个纵队在20日深夜埋伏在指定位置，严阵以待。
10月21日凌晨4时半，夜色浓黑，旷野寂静，毛泽东借着星光，登上吴起镇西边的平台山（胜利山），来到设在大杜梨树下的指挥所，召集部分干部进行战前动员，反复强调打好这一仗的重要意义。随后毛泽东叮咛警卫员陈昌奉：“枪声激烈时不要叫我，零星响时再叫。”就此，他放心地躺下，酣然入睡了。
早晨8时多，敌骑兵在一架飞机的助威下，沿川道前进，进入了中央红军的伏击范围内。就此，“割尾巴”战役打响了。顷刻之间，枪炮声、爆炸声、呼喊声惊天动地、黄尘飞扬。敌人的骑兵队被打乱了，战马中弹倒地，骑兵受伤纷纷坠落。特别是战马受惊乱挤，拥堵在一起，前不能前，退又退不动，只能被动挨打。
中央红军就此采用分块切割、相机包围的战术，把敌骑兵分割包围在二道川、平台山之西，以及头道川的杨城子、圪坻梁、柳树梁、燕山梁一带，予以有力歼击。
敌人发觉战事不利，有被围歼的险象，企图抢占平台山一线的制高点，却遭到林彪一纵队的迎头痛击，从半山上溃退下去，转身逃命。埋伏的二纵队乘机发起反击，追击敌人40多里。此次战役，经过两个小时的激战，中央红军一举歼灭了敌第六师十七团，在追击中又击溃其3个团，俘敌约700人，缴获战马近1000匹，以及山炮、迫击炮、重机枪等大批武器弹药，割掉了一直甩不掉的“尾巴”。毛泽东巡视战场时风趣地说：“步兵追骑兵，这是个创举啊！”
毛泽东异常高兴，挥笔给彭德怀赋诗一首：
山高路远坑深，大军纵横驰奔。
谁敢横刀立马，唯我彭大将军。
彭德怀看到这首诗，笑了笑，拿笔把“唯我彭大将军”改成“唯我英勇红军”，将诗稿又转给了毛泽东。虽然改动四个字，足可见彭德怀为人的胸襟和谦虚的品格。
马鸿宾部骑兵团长马培清，在追述东北军白凤翔部两个骑兵团被红军歼灭的情景时说：
……白凤翔部的骑兵第三师和骑兵第六师浩浩荡荡，顺头道川奔驰而来。白部当时自以为人多势众，装备精良，所以气焰嚣张，根本就没有料到红军会在这里组织伏击。……一时枪声炮声，回荡山间，震耳欲聋，战斗十分激烈。我亲眼目睹了这一场战斗，看到了红军战士的英勇顽强，知道白部正陷重围，只好命令部队向前面一座山头发起攻击。……白部第十七团已经被歼，十八团正在与红军激战。经与白凤翔联系，知道白部当时伤亡已将近四五百人。
事后，白风翔唉声叹气，给马培清说，他们的所有山炮、迫击炮、重机枪等重型武器都在这次战役中丢失，另外还损失战马、驮马800余匹。
“割尾巴”战役给当地群众留下了说不尽的话题。
杨生高老人回忆说：
胜利山战斗那天，红军吹着响亮的军号，炮声似雷声，枪声似爆豆声，满山的红军轮换着上阵地，打得十分激烈。这次战斗，彻底打垮了国民党追乓。长征女红军过惯了军旅生活，对打仗一点都不紧张，山上在打仗，她们在榆树坪河边洗衣服，谈笑风生……
马增福老人回忆说：
中央红军在胜利山到刘河湾后岭一线，和马家军骑兵展开激战。战斗中，有一个10岁的红军娃上山给打仗的哥哥送水，不幸被敌人子弹打中，牺牲了那位红军哥哥把死去的弟弟紧紧抱在怀里，哭诉： “我们从江西出发，路上整整走了一年，什么苦头没吃过？刚到家了，你就离开了我们，真命苦哇！‘’那撕心裂肺的哭声，到现在想起来，我都难过得要命。
“割尾巴”战役中，红军牺牲了200多人。高级干部有军团政治部秘书长李鸣铁，军团卫生部政委胡定国，一纵队二大队大队长李英华，军团政治部总务处长方镇均等。
“割尾巴”战役把敌人赶在了苏区之外，中央红军各纵队分别与县、区、乡干部，游击队、赤卫军及群众举行庆祝会、联欢会、群众大会等，宣传动员广大人民群众团结起来，搞好苏维埃政权建设，扩大地方武装组织，积极投入到土地革命战争和抗日救国的民族革命战争中去。毛泽东委派民运部长协助赤安游击支队长张明科在吴起镇召开了3000多人参加的群众大会，在会上成立了赤卫军第四联总队。会后举办了地方干部和游击队干部学习班，为苏区的政权建设和扩大地方武装组织培训了人才。