11月20日，气温突然下降，雨雪交加，寒风刺骨。11月21日下午2时，红军向山城堡之敌发起攻击。在红军的猛烈攻击下，战斗至黄昏，敌人开始向山城堡以北之曹家阳台一带山地撤退。红军乘机一举攻入山城堡。接着转入追击，将溃乱之敌大部压迫于山城堡西北山谷中，展开了激烈的肉搏战。至22日上午9时，将敌大部歼灭。这次战斗，共歼敌一个多旅。
山城堡战斗，是红军三个方面军会师后的第一仗，也是第二次国内革命战争时期的最后一仗。山城堡战斗的胜利，是中央军委正确决策和三大主力红军团结战斗的结果。显示了红军的威力。这次战斗，给蒋介石嫡系主力胡宗南部以沉重打击，迫使其全线退至萌城、甜水堡及其以西地区，扫除了红军进入陕北的最后障碍。对于开展西北新局面，促进逼蒋抗日方针的实现，推动抗日民族统一战线的发展，都起了积极的作用。
与山城堡战斗同时，胡宗南部第一师第一旅经惠安堡向向盐池县城和定边进攻。11月21日，该旅进至青山街（今青山乡青山村），距盐池县城仅60余里，受到红二十八军的有力阻击。
22日，毛泽东电示：“彭（彭德怀）并告宋宋（宋时轮、宋任穷），谢甘（谢嵩、甘渭汉）：
“胡令四十三师向萌城、甜水堡增援，而第一旅昨日已至青山街，离盐池不远。二十八军及骑兵团全部应立即转至青山街，小部由正面，主力由侧后，坚决阻止第一旅，不使盐池落入敌手，以待主力到达。谢甘所部除小部警戒安边外，主力应立即集结盐池守城。”
同日，毛泽东又电示彭德怀：
“似宜由你亲率一方面军昨日作战未使用之一个师及四方面军之两个军全部组成北纵队，今夜或明晨即向青山街转移，配合二十八、二十九军消灭第一旅及马全良（宁夏马鸿逵部新编第七师第二十旅旅长）部。”（见《毛泽东军事文集》第一卷673、675页）
由于毛泽东的正确指示和彭德怀的周密部署，红军部队相互配合，英勇作战，于盐池县红井子、大水坑一带打退了胡宗南部向盐池、定边的进攻，俘虏了部分敌人，缴获了一部分枪支弹药，迫使胡敌重新退缩到惠安堡以西地区，保证了盐池解放区的安全，使其永久成为陕甘宁红色革命根据地的一个组成部分。
山城堡战斗，使共产党“逼蒋抗日”的方针得到有力地贯彻，使张学良、杨虎城与蒋介石的矛盾更加尖锐。之后不久的12月12日，“西安事变”爆发，促成全国抗日民族统一战线初步形成，中国革命进入了一个新的历史时期。
（四）红军休整
山城堡战斗结束之后，红军三大主力部队同时到盐池、定边、环县三县交界地带的山区，以战备姿态进行休整。在今盐池县的麻黄山乡和大水坑镇的东部山区，驻满了红军部队。红军前敌总指挥部驻盐池、定边交界处的稍沟塬村。此时，国民党胡宗南的军队就在山外大水坑、红井子至红柳沟一线，与红军隔山对峙。胡宗南部队的枪声就像爆豆子一样昼夜不停，但红军在山上却一枪不放，巍然不动。随红二方面军长征过来的任弼时，在11月份被中央军委任命为红军前敌总指挥部政治委员，其时同彭德怀一起住在稍沟塬村一户李姓人家羊圈里的小窑洞里。
其间，刚刚从白区（国民党统治区）到达陕甘宁苏区的进步女作家丁玲，在陕北保安向毛泽东要求到前线去当红军。在得到毛泽东批准之后，丁玲跟随红军总政治部主任杨尚昆一行，从保安到达稍沟塬，开始了她的军旅生涯。丁玲的出现，宛如深山里飞来了一只金凤凰。在当时红军指战员文化水平普遍不高、女同志又极少的情况下，这位具有传奇色彩的女作家，自然成了大家钦慕的对象。在一些年轻的红军战士眼中，她浑身闪亮，光彩照人。红军领导人彭德怀、任弼时、左权等热情地欢迎丁玲来到前线，加入红军的行列。任弼时见丁玲骑来的那匹瘸马很不起眼．便送了她一匹枣红色的草地马。
在稍沟塬军营里，丁玲用她的纤笔写下了《到前线去》、《速写彭德怀》、《记左权同志话山城堡之战》、《广暴纪念在定边》等反映红军生活和形象的文章，先后在《红色中华》报上发表。
12月12日“西安事变”发生。应张学良、杨虎城要求，中共中央及中央军委决定红军主力南下支援友军作战。据《王恩茂日记》（王当时为红二方面军六军团政治部副主任）记述，“西安事变”后第五天即12月17日，红军部队离开稍沟塬一带，向庆阳、西峰镇方向开拔。至26日，各部队先后进发到庆阳地区待命。12月30日，女作家丁玲在前线接到了毛泽东用电报发来为她书写的一首《临江仙》词：
壁上红旗飘落照西风漫卷孤城
保安人物一时新洞中开宴会
招待出牢人
纤笔一支谁与似三千毛瑟精兵
阵图开向陇山东昨天文小姐
今日武将军
与此同时，红八十一师东开延安。陕北地方部队收复和接管了瓦窑堡、延川、延长、延安等城镇，至此，陕北革命根据地基本恢复，新开辟的甘肃、宁夏新苏区（苏维埃区）大部分得到巩固，但也损失了一些地方。山城堡战斗前，豫海县、豫旺县全部被敌侵占；固原七营苏区也被占；曲子县7个区，被敌占去6个；环县7个区也被占去6个；盐池县的“新四堡”（盐积堡、惠安堡、隰宁堡、萌城堡）地区，也被敌占去。山城堡战斗至“双十二”事变后，红军恢复了环县、曲子、固北的大部分苏区，但豫海、豫旺、固原七营及盐池县新四堡地区，始终未能恢复，重新沦为国民党统治区。环县甜水区一带，被土匪赵老五盘踞，国民党环县政府在甜水堡复辟，县长刘谦兼任民团团总，赵老五任副团总。直到1940年八路军后方留守兵团警备二团将赵老五赶走，该地才被恢复。
四国民党势力复辟一隅
1936年12月西安事变前，三边特区的区域包括横山、靖边、定边（当时安边属于定边，宁条梁属于靖边）、盐池、豫旺等5县之全部，东西长达千里。其西部边界西至灵武县的塔湾子、大寨子，北至横山堡，南至惠安堡。但是，就在共产党领导解放区人民积极准备抗日工作之际，国民党军队却乘红军停止进攻的机会节节逼近，强占去红军已经解放了的很多土地。1936年8月，宁夏方面马全良率军一旅攻占了塔湾子；9月进袭磁窑堡，该地遂为其强占；11月16日（农历10月3日），宁夏韦州护路队强占了惠安堡。马鸿逵随即在惠安堡复辟了国民党盐池县政府，与共产党领导的盐池县政府分庭抗礼。1936年冬至1937年春，马鸿逵乘国内初见和平、共产党方面一再退让之际，以惠安堡为据点，武力强占了惠安堡以东及以南的陈家大梁、吴家新庄、李家大庄、芦沟子、狼布掌、芨芨滩、牛皮沟、摆宴井、郭家屲等地的等地，同时改变了以上地方的苏维埃政权，编为保甲组织，并推行其政令。同时残杀共产党的革命干部。如李家大庄的革命委员会主席李维汉（外号“李瞎子”），就被抓到宁夏省城银川枪杀。从此，以上地方又重新沦为国民党统治区。
与此同时，环县的国民党地方民团也趁火打劫。1937年2月初，环县团匪李林武、李林斌部，趁夜袭击了中共豫旺县级机构所在地王家寺儿，抢光了当地牲畜与财物，并抓去共产党干部20多人，有三四人在押解途中即被枪杀。使中共豫旺县政权遭受重大损失。1937年4月，中共豫旺县建制被迫撤销。
1937年8月，马鸿逵部又强占了上年被红军解放并划为盐池县三区四乡的汗家沟、周家屲、马家滩，划为二区一乡的张家庙子、沙布井（以上地方今属灵武市）、李家圈、方家场等地。同时将盐池县五区三乡的一垛墙子、雪梁子、上台子、雨墙、王家圪垯，划为四区五乡的芨芨井、马儿庄等地，均以同样的方法强占去。从此在盐池县形成了红（解放区）白（国民党统治区）两地的对峙局面。全县四分之三的地区属于共产党领导的陕甘宁边区，四分之一的地区属于国民党马鸿逵统治的宁夏省。
1939年，惠安堡之缉私队又强占去盐池县四区边界之海子井村。1940年，马鸿逵认为他所管辖的盐池县辖区太小，将同心县的韦州、下马关、关口湾3个乡和金积县的红寺堡乡划归惠安堡盐池县。这样，该县就有6个乡、19000多人口。这种局面一直延续到1949年解放。张发祥以后历任县长有蒲崇德、刘兆汉、姚启圣、朱树屏、王育诚、陈步瀛。
在复辟县政府的同时，国民党组织也在惠安堡盐池县复辟下来。县党部书记长先后有陈步汉、马斯骏（回民）、法玉昆、张佩民担任。