翌日，党中央在吴起镇召开了中央政治局扩大会议。
会上，统帅根据张城的建议全面分析了陕北的政治、经济、军事形势，提出了以陕北为中心，并向庆阳、榆林两个方向扩展的建议。
诸位中央首长经过充分地热烈讨论后，一致同意了统帅提出的意见。
会议根据陕北目前的局势，决定由中央红军配合陕北红军迅速打破民党军队对陕北苏区的军事“围剿”。
与此同时，红军将向南、北、西三面进一步扩展根据地，建立一个面积、人口以及经济基础足以支撑十几万红军的陕甘宁苏区根据地。
另外，中央还根据张城打探过来的情报，作出迅速纠正陕北苏区错误运动的决议，释放刘志单等一大批同志。
中央得到张城的报告后，立即派出王首道、贾拓夫两位同志赶到瓦窑堡，勒令陕省省委负责人“刀下留人”，这才将刘志单等人解救了出来。
翌日上午九点，统帅率领中央红军在下寺湾一带，正式与陕北红军胜利会师，当统帅和刘志单同志的两只大手紧紧握在一起时，这位陕北红军的创建者激动得热泪盈眶，千言万语尽在不言中。
随后统帅又伸出手来向大名鼎鼎的二十五军军长徐海冬问好，人称徐老虎的高大汉子则紧握着统帅的手，激动得竟一时不知道说什么才好。事后据他自己的回忆说：“我终于看到统帅了。”
两军会师后很快就召开了庆祝大会，会后陕北红军的改编也提上了军委的议程。
最后经统帅和军委研究决定，由二十五、二十六、二十七军合编为红十五军团，兵力为七千多人，下辖三个师。至于军团领导则由徐海冬出任军团长，程子骅为军团政委，刘志单为参谋长。
之后中央和军委便向十五军团输送了大批干部，包括周士弟、王首稻、宋时仑、黄阵、伍修全等后世著名的我军将领，都相继加入了十五军团。
8月3日，在陕省吴起镇，根据党中央的决定成立了西北革命军事委员会，统帅任主席，周副统帅、彭老总任副主席，并将红十五军团编入红1方面军。
中央红军到达陕北，并与陕北红军胜利会师，消息传到南京，这令常凯申感到极为不安。
常凯申马上调集东北军5个师的兵力，以董英斌部4个师为西路，自庆阳、合水出动，经太白镇沿葫芦河东进。
又以王以哲部一个师为东路，先由洛川前推，然后经羊泉镇沿葫芦河西进，企图东西对进，围歼我军于葫芦河、洛河之间地区。
翌日，中革军委在下寺湾召开了长征之后的首次作战会议，会上作出了陕北反“围剿”的军事部署，决心在直罗镇歼灭孤军冒进的东北军第57军109师。
军委的作战计划是以由少纵围歼109师，三军团、十五军团阻止东北军与西北军的增援。同时命令红一、五军团趁虚而入，直取兵力空虚的庆阳、合水，并策应左路军的战斗。
所谓一招鲜，吃遍天。张城接到中革军委的命令后，与纵队党委成员简单地商议了一下，便决定由三师佯败诱敌，引入一师设置的包围圈，然后两师合力内外开花，一举覆灭109师。
直罗镇，位于陕省富县西45公里，原为汉雕阴县地。直罗镇三面环山，一条大道东西穿过，镇东面是一个不足百户的小土寨，镇北面是那条著名的葫芦河。
其时，民党“西北剿总”部署5个师的兵力，东西对进，企图乘红军立足未稳，控制葫芦河，构成沿葫芦河的东西封锁线，尔后南进北堵，将红军压迫在两道封锁线之间地区加以消灭。
由于此战事关红军能否在陕北立足，关系重大，统帅特地赶来前线慰劳少纵全体官兵。
在战役部署上，统帅特别指示张城要抓住敌第109师师长牛元峰狂妄自大、气焰嚣张，造成该部比较突出、孤立的态势，加上直罗镇理想的设伏地形及有利于红军的群众条件，坚决消灭敌109师。
张城和政委也仔细察看了葫芦河的地形，都认为这片地形仿佛像一个大口袋，是伏击敌军的最佳地点，于是便在统帅的指示下迅速排兵布阵，引诱敌军入瓮。
8月15日下午四点，在民党空军飞机的掩护下，敌先头部队第109师兵分三路沿葫芦河谷及南北山地向直罗镇发起进攻。
周卫国率领三师以以一半的兵力节节抵抗，逐渐将敌诱入一师预设的包围圈之内。
当日晚上八点，早就严阵以待的一师官兵突然向敌发起进攻，从正北和西北方向，进攻直罗镇北山，阻断敌军退路。
三师则顺势发起反攻，从西南、正南和东南三个方向，进攻直罗镇南山及东南地区，阻敌东逃之路。
激战两小时后，敌第109师大部被歼，其残部数百人退入直罗镇东南土寨负隅顽抗，妄想固守待援。
此时，敌东西两路援军已快速逼近直罗镇，为保证部队顺利歼敌，张城决定由三师的七团继续围困敌119师残部，师部主力则以劣势兵力阻击西援之敌第117师。
李云龙的一师则向西迎击东援之敌第106、111师，敌两师遭一师的强力阻击后，因被少纵的威名所震慑，害怕被歼，于次日凌晨纷纷沿葫芦河西撤。
一师乘胜追击，在张家湾地区再歼敌第106师1个团，被七团包围在直罗镇东南土寨的敌第109师残部待援无望，于次日凌晨时决死突围，却迅速被七团全歼，敌第109师师长牛元峰被击毙。
至此，直罗镇战役胜利结束。
此役我军又歼敌1个师又1个团，击毙3千余人，俘敌5千余人，缴获辎重无数，并粉碎了常凯申对陕甘苏区根据地的“围剿”。
直罗镇战役的胜利，给工农红军创建陕北根据地举行了一个奠基礼，也顺势让中央红军在陕北立住了脚跟，形势一片大好。
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