仪南战役胜利后，川陕苏区西南方向扩展到仪陇以南地区。但盘踞营山、渠县等地的军阀杨森的部队却占据着巴中县的玉山场、鼎山场等地，玉山和鼎山地势险要，突出于仪陇和江口之间，犹如一把刀子顶在根据地的腹部，成为红军继续向南发展的严重障碍。卧榻之旁岂容他人鼾睡？徐向前对着地图思考数天后，决定要彻底解决这个问题。
红四方面军占据通、南、巴，在四川军阀中引起很大的震动，在蒋介石、刘湘、刘文辉及红军之间如何求得自身的生存，是各路中小军阀考虑的问题。四川军阀中有的如刘存厚那样腐朽顽固，也有如田颂尧那样狂妄自大，也有的精于算计，替自己打算，希望谁也不得罪，不给蒋介石当替罪羊去与红军拼杀，以保住自己的地盘与实力，杨森就属于这一类。
杨森，原名淑泽，又名伯坚，号子惠，四川广安人。1907年，杨森考入四川高等军事讲习所，学成后进入四川新军当排长。1913年杨森在王陵基部任营长，在军阀混战中，杨森不断变换主人，自身的官位也不断提升，1927年，杨森已经混到国民革命军二十军军长，以后因与刘湘争夺地盘，结果大败，所属川东二十余县尽被刘湘占领，仅剩六个残缺不全的旅，盘踞在营山、渠县一带。
杨森的二十军下辖六个混成旅（每旅三个团）和手枪团、宪兵团等，总兵力约两万余人，从北向南实施纵深梯次配置。第二混成旅分布于营山以北巴中县的玉山场、鼎山场等地，是突向川陕苏区的前哨据点。其军部设在广安。
杨森看到田颂尧与红军对抗的下场，知道自己不是对手，便悄悄地与红军接触，希望与红军互相之间达成互不侵犯协议。既然你不愿意与红军对抗，那么你就要作出妥协。徐向前先是派人与杨森交涉，要他让出玉山和鼎山。但杨森却没有音信。
徐向前、陈昌浩商量，决心乘有利时机，发起营（山）渠（县）战役，直捣杨森老巢，特别要消灭突出于玉山场、鼎山场的杨森部混成第二旅，折断这把顶在根据地腹部的刀子，而后向南发展，相机歼灭其主力。就在红军商量要动手时，杨森给红军的回信到了，杨森在来信中祝贺红军打击田颂尧的胜利，他提出，如果红军向西攻击阆中，向东攻打刘存厚，他就愿意让出营山以北地区，为此特派出代表和红军谈判。徐向前表示，可以，让他派人来谈。但一等多日，杨森那边却又没有了音信。同时，红四方面军总部得到消息，杨森在其防区内加紧“清共”，杀害了华蓥山游击队主要领导人廖玉碧等十二人。
仪陇黄石林浓密的树林中，有两座庙宇，一座是关帝庙，一座是张爷庙。这两座庙宇紧紧挨在一起，庙里享受香火的是三国时代著名的战将关羽和张飞。庙宇很大，前有大殿，两边有厢房，后面有配殿还有僧人的住房和厨房。庙宇外是浓密的树林，这里既安静又隐秘。
仪南战役结束后，红四方面军总部在这里召开了军事和政治工作会议。那几天，这两座古庙里，将星闪耀，红四方面军师以上的指挥员和各根据地党组织主要负责人几乎都聚集在这里。红四方面军副总指挥王树声围着庙宇转了两个圈：“关羽和张飞两人真会选好地方享受，现在也该我们红军来这里享受两天了。”
徐向前对这里的环境也很满意，他里里外外将关帝庙看了个透说：“下一场战役，这里就是指挥所。”
这次会议除了总结仪南战役外，重点讨论部队下一步的行动，尤其是如何解决杨森的问题。
会议一开始，徐向前首先发言：“今天在这里召开一个军事会议，会期三天，会议的议程是，近期部队整训的情况，下一个战役从哪里动手，我们该作哪些准备。从目前来看，杨森这个人很狡猾，他说派人来谈判，至今也没见个人影，我估计有鬼，他若是派人来，我们也要以牙还牙对他拖上几天。”
在讨论下一步打哪里时，出现两种观点。一种认为，应该打阆中，其理由是，阆中一带土地肥沃，人口众多，阆中又是重要的水陆码头，交通发达，物资丰富，打下阆中，可以解决部队对物资尤其是医药、布匹的需求。那里的地下党活动积极，可以有效协助部队解决扩红问题。另一种认为，解决物资需求重要，解决对根据地的威胁更重要，杨森防区的突出部是玉山和鼎山，这一突出部直接顶在我们的肚皮上，随时会给巴中根据地造成威胁，不解决杨森这个问题，我们什么时候都不得安宁。把这个问题解决了，阆中再打也不迟。
徐向前最后作了总结发言，他明确表示，杨森的突出部对苏区威胁太大，我看打杨森很有必要。具体什么时候打，怎样打，要根据具体情况来决定。部队现在抓紧休整，随时作好战斗准备。
会议结束后第二天，杨森的谈判代表来了。杨森的谈判代表共两人，一是他的参谋长，姓杨，为其堂弟；一是他的副官，姓何，为其内弟。徐向前、陈昌浩批示：按预定方案执行，我方以主要领导不在前方为由，由参谋们接待，但须以礼相待。红军方面谈判代表为总政治部副主任傅钟和副参谋长舒玉章。谈判地点设在仪陇一家地主大院里。
一张方桌上铺一块白布就是谈判桌，双方代表一见面，互相拱手致意，然后面对面就座。谈判一开始，杨森的杨参谋长就表示，他们这次来是有诚意的。杨参谋长声称，杨森在四川其他军阀中是受排挤的，四川两百多个县，杨森部只占有五个山区县和一个平原县的防区，西面的田颂尧和南面的刘湘将他压缩在这么个小区域内，自身生存都成问题，实在是不能给红军协助，请红军谅解。
很明显，杨森不愿意撤出玉山和鼎山。
傅钟说：我军是工农的新型军队，我军此次入川是为抗日救国，借路而过。但是蒋介石命令四川境内各军配合蒋军对我军进行“围剿”，我军在忍无可忍的情况下，自卫还击，打垮了田颂尧。我党我军早已昭告天下，抗日救国是民族大义，谁要是在这个问题上与人民为敌，就不要怪我军不客气了。请你们两位转告杨森军长，不要做亲者痛仇者快的事。你们声称要协助我军，为什么在与我军联系要谈判后，却又整整拖延了八天？作为军人难道不知军情如火吗？
那位杨参谋长态度谦恭，语言油滑：我军这次与贵军谈判，实属诚意。今贵军西进，我军本不愿参加对贵军的“围剿”，实是蒋介石严令催促，不得已违心参战，实在是对不起贵军。至于这次拖延谈判时间，乃杨公要选择一吉日。再则，如果我军撤出防地过于冒进，怕周围邻军多言，引起后患。这次我们给贵军带来地图，足可表我军之诚意。
何副官从文件包中拿出一份地图，双手递给傅钟：“这是田颂尧部兵力布防地图，供贵军作战使用。”
杨参谋长接着说：“贵军这次过江西进攻击田部，我军一定大力协助，如还需要迫击炮弹、子弹等物资，我们随时可以提供部分援助。”
至此，杨森的底牌全部亮出，玉山、鼎山是不让的，同时希望以一点蝇头小利，引诱红军放过他而向西打击田颂尧部。
傅钟微微一笑：“既然贵军对我军诚意甚笃，何必结仇呢？送来的地图、资料及礼品，我代表工农红军收下。”并表示谢意。
红军到四川的目的非常明确，那就是要“赤化全川”，最终要消灭全部军阀，在此之前和大大小小的军阀达成的协议只能是权宜之计。现在红军根据地逐步扩大，但杨森的部队却如同一把刀子紧紧地顶在根据地的肚皮上，这些军阀想与红军谈什么协议完全是为自己的利益驱动，没有任何信誉可言，一旦利益关系有所变化，谁也不能担保他们不突然翻脸向红军进攻。无论什么情况，红军绝不能容许一把尖刀时时刻刻顶在自己肚皮上。正是基于这一点，徐向前和陈昌浩决心要折断这把刀子。但有些人认为，杨森此时正要和红军谈判，我们应该讲信誉，不应该主动对他进行打击。陈昌浩态度非常坚决：一定要进行这场战役。为此，红军总部内爆发了非常激烈的争论。对该不该打这场战役，徐向前在《忆创建川陕革命根据地》中有一段长长的议论，甚为中肯：
我们再克通南巴后，杨森曾派人来和我们谈判，那么，红军该不该打他，该不该主动发起进攻？
……
我们要扩展根据地，要打刘存厚、刘湘，要向绥定及其以南发展，我们的战略目标是“赤化全川”，而不是仅仅困守在大巴山下那么块小地盘上。杨森的部队占据着通江南边的玉山场、鼎山场、江口，就像一把刀子插在我们的腹部，你说难受不难受？该怎么办？我是同意打的。利用敌人的内部矛盾，争取同盟者，搞统一战线，是必要的。但是，要看对象，不能被敌人的假象所迷惑。杨森并不是资产阶级左派，也不是真正愿意同共产党合作。他是个朝三暮四、反复无常的军阀、政客。在四川，尽人皆知，红军进入川北地区以来，他在内部采取杀一儆百、严密控制、积极防共的政策，杀了不少进步青年和群众；而在外部，则和红军拉关系，想稳住我们，以便保存和巩固自己的地盘。他是搞投机的，今天是这样，明天是那样，阴一套，阳一套。田颂尧进攻我们时，杨森以为有利可图，曾派出部队参战，后来看到形势不妙，转身撒腿就跑。因此，和这样的人谈判，就要坚持原则立场，绝不能上他的当。
我们这个时候，要扩大根据地，发展和巩固自己，打不打，非打不行。不打，根据地扩大不下去，困难没法解决。你从东西两面伸下去了，可中间还有杨森这个拳头在胸口抵着。行不行？不行。假定杨森允许共产党派工作人员去作秘密工作，改造他的部队，同我们通力合作，收拾其他军阀，有那样的形势，我们打他就不对了。你打自己的朋友嘛！但情况不是这样，他不是我们的朋友、同盟者，而是敌人。我们和杨森谈来谈去，谈些什么，原则是什么，条件是什么，哪些东西是必须坚持的，哪些东西是可以妥协的，都不明确。所谓协议，无非是口头的，并没有实际的约束力。不讲原则的妥协，不是革命的妥协，不能建立真正的统一战线关系，结果只能麻痹和束缚我们自己。
营渠战役势如破竹，部队利用夜袭突破，一鼓作气，几天就前进了上百里。可惜，那时我们有顾虑，打得还不够彻底，再彻底点更好。杨森的队伍不很多，跑得快，被消灭了一部分，解除了我们胸口这个障碍，对粉碎以后刘湘的“六路围攻”是很紧要的一着，不然，敌人一压过来，杨森这把刀子就会很快插到通江、巴中一带腹地，我们就困难极了。
陈昌浩、徐向前排除不同意见，下定决心打杨森。
营渠战役第一阶段的部署是：三十一军监视广元、陕南方面之敌，四军一部监视川东刘存厚部，位于巴中地区的三十军主力从北往南进攻杨部正面，九军主力从仪陇地区向东，四军十一师从巴中东南的江口地区向西，实施两侧攻击。
9月17日，红军总部派出一支精干的小分队，化装成敌人盐警，渗透进敌占区。小分队一进敌占区就截获敌军一只运送军饷的船，船上载有杨森部队的二十万大洋军饷。接着摸到敌人的重机枪阵地，一枪未发，将守阵地的敌军一个机枪连一锅端。当时担任小分队队长的吴瑞林在《战斗在川陕苏区》文中回忆：
我们把这个连驻的山头清理了一遍，共缴获子弹二万发，四川造步枪十五条，手榴弹三百多个。我们审问这个敌连长。他告诉我们，这四挺重机枪是蒋介石新近支援他们的，还有四挺未运来。一共是十二挻。另外，他说在离这个山头十里处，还驻有一个营部……那里布置有四挺重机枪……
我和张儿新政委商量，决定还是照原来的办法，给每个俘虏身上都绑上手榴弹……逼着敌俘虏在前边给我们带路，不到一个小时就到了敌人驻守的那个山头。敌人很麻痹，哨口放了两个哨兵，轻而易举地就被我战士捉了活的。我立即押上一个俘虏带路去解决了重机枪阵地。
9月22日，大雨如注，天地间朦朦胧胧，视线极差，地上泥泞难行。在这种天气发动进攻，有利于守敌而不利于红军。红九军二十五师七十三团冒雨穿过荒僻山径，隐蔽插至玉山场、鼎山场侧后，战士们一个个全身湿透，由于不断滑倒，浑身上下到处都是泥，如同泥人一般。部队在山林间隐蔽了一夜，次日拂晓，随着一声清脆的枪响，数千战士突然开火，敌人阵地瞬间被枪林弹雨笼罩，大雨中的敌人根本没有想到红军会在这种大雨天发动进攻，顿时乱成一锅粥，没有组织起像样的抵抗就一哄而散，红军顺利攻占险要阵地龙背场。许世友率七十四、七十五团乘势攻占马鞍场，将当地民团一千余人大部歼灭。与此同时，红三十军主力正面逼近玉山场，迫使守军南逃，鼎山场之敌陷于孤立，迅即被红四军一部击破，残敌拼命逃窜。红九、三十军两军奋力追击逃敌，官兵们虽两昼夜未休息、饥肠辘辘，仍咬紧牙关、勒紧腰带，奋力追击。大雨之中，政治鼓动工作别具特色，一宣传员高呼“一天一百一”，正在跑步追赶的战士们齐声高呼“赶快追逃敌！”宣传员又喊“一天一百三”，战士们又高喊：“明天打营山！”
24日，红九、红三十军追至营山以北六十余里的马深溪，硬是将南逃之敌截住消灭。同日，红四军十一师打垮驻守鼎山场的敌第二混成旅六团。
一、前方快电：九月二十三日早晨我红九军攻下了天险之龙背山，敌人一个营全被击溃。共缴步枪五十余支，俘虏三十二人，内有连长一人，排长三人。敌死伤五十余人，敌纷纷退鸡山寨，我军正准备向前追击。
二、我红四军第十一师之一部，昨日占领进攻营山、渠县的据点极天险之鼎山，消灭白匪杨森第六团，缴枪三百支，俘虏数百，获军用品甚多，我军正继续追击中。
三、接前方快电：我红九军和红三十军一部，于昨日（九月二十四日）上午向营山方向前进，杨森匪军一旅在马深溪竭力抵抗，我军当将匪全部击溃，缴获长短枪二千余支，残匪纷纷向营山逃窜，俘虏和所获各种军用品无算……
得到红军进攻的报告，杨森慌乱不堪，为确保营山、渠县、蓬安，他急令第一混成旅主力加强佛楼寺、杨家寨一线防守，第二混成旅残部和第五混成旅一部在天池至大庙场一线占领阵地，并调第三混成旅和第五混成旅主力加强蓬安、营山地区防守。
9月29日，红三十军主力攻克佛楼寺、杨家寨，全歼敌两个团。随后，协同红九军攻打营山。红四军十一师逼近渠县城郊。10月2日夜，暴雨倾盆，红九军七十三、七十五团冒雨长途奔袭，迂回到敌军背后，连续突破玉皇宫、通天场之间的七道工事。许世友亲率七十四团直插大庙场、营山城之间的新店子，夺取仪陇河上的浮桥，切断逃敌的退路，共歼敌两千余人。10月3日，红九军占领营山县城。10月6日，进占嘉陵江东岸的周口。杨森部退守嘉陵江西岸渠县、广安、岳池一线。
营渠战役持续了十余天，红军共毙敌一千余人，俘敌团长以下两千余人，缴获长短枪二千五百余支，彻底解决了顶在苏区腹地的鼎山、玉山，川陕苏区向南扩展五十余公里，新增人口九十万。
10月4日，营山战役尚未最后结束，陈昌浩在《干部必读》上撰文《占领营山城的胜利意义》：
一、……十来天大雨中的战争，前后占领了敌天险之鼎山、龙背、玉山、大小大逢、佛楼寺等，最后大庙一战消灭了敌之主力，打开了营山、渠县、广安的最后门户，敌遂大溃，十月三日晚完全占领营山城。
敌杨森之第一、二、三、四、五、六各旅几乎都参加了这次战斗。结果，第一旅大部消灭，敌第一团团长陈某击毙于杨家砦，第三团团长雍寿康同时活捉；第二旅完全消灭……第三旅所剩不多；第四、六旅闻风而逃；第五旅一团溃灭。
我军前后共缴获长短枪二千五百余支（多系汉阳造），机关枪二架，迫击炮二门，俘虏敌官兵共千名，毙敌千以上，敌人淹死河水中者数百……
……
二、这一胜利有什么意义呢？
第一，消灭了杨森，粉碎了敌人新进攻的南线阵地，开始打破了敌人之进攻计划。先发制人，使敌疲于应付……
第二，川陕赤区向南推开了几百里，不仅是占领了营山县城，而且逼近蓬安、顺庆、广安、渠县、绥定，我则居高临下，敌更无险可守……
第三，通、南、巴、阆、苍、南、仪一带，大批工农参加红军……