解放军的攻势如水银泻地一般，势如破竹、攻城拔寨，被围困在孤城的胡宗南觉得自己已经处于危机边缘，于是疯狂巩固自己的势力进行防御，同时在西安城内实行高压政策。
西安当时总共有50多万人，而宪兵、特务、警察等加起来就有5万多人，西安当时被白色恐怖笼罩着。学生如果要进步、要和平、要民主，不是被打压就是被逮捕，甚至直接送到玉祥门外枪毙。
同时，经济情况也非常恶劣，国民党发行的金元券，一天三涨，民不聊生。而胡宗南为了养活他的军队，不仅搜刮钱财还搜刮粮食，导致老百姓即使有钱也没有粮食吃。
除此以外，胡宗南还要扩充兵源。他在西安宣扬迁校，说西安现在不安全，要把各个大学都迁到汉中去，其目的是想把正值二十岁左右的学生当作他的兵源。
当时国民党的政策是，即使要撤出也要给共产党留一个烂摊子。国民党认为共产党可以打天下，但治不了天下，留下烂摊子，不久共产党就会自行垮台。所以国民党给西安城内的很多重要设施都安上了**，一旦共产党入城，就会引爆**。
当时胡宗南撤出西安时，留下了一大批人在城内继续搞破坏，不光是军事上的破坏，还有社会民生，经济秩序各个方面，干些杀人放火，扰乱社会秩序的事。其次，还要把城市内关键的部门破坏掉，比如电厂、面粉厂、纺织厂等等。这幅“破坏图”也被作为范本，迅速传遍被国民党控制的各大城市。
赵继统拍照后通过重庆地下党传给了党中央。第一野战军司令员兼政治委员彭德怀研究后发出向西安进军的命令，5月20日拂晓人民解放军强渡渭河。渡过渭河后，49团经禹王堡、好汉庙首先逼进西关；46团穿过铁路直插南门；48团在46团配合下占领了敌飞机场。
西安地下党代表王超北等赶到机场迎接解放军，两条战线的战友相会时，地下党转达了一个紧急情况：获悉胡宗南逃跑前制定的破坏计划，派了一个工兵排要炸毁发电厂和重要工厂。
46团二营奉命保护电厂，于是全营战士跑步赶去，在工人护厂队配合下，全歼敌人工兵排，缴获了大量黄色**，挫败了敌人的阴谋。
50团渡过渭河后，迅速攻下三桥镇，发现铁路上停着一列火车，一位姓王的老司机听说解放军要进军西安，自告奋勇为军队开车。刘光汉团长命令二营和三营上车，将枪炮架在车厢顶上。车到火烧壁，遇到从渭河南岸溃退的一股残敌。紧急刹车后，战士们迅速跳下火车，冲杀过去，很快歼灭了这股敌人。
到了西安车站后，看到车站上有几百名敌军士兵正在抢运物资，战士们发起攻击，很快占领了车站。接着又夺下北门，部队沿着大街冲到市中心鼓楼，正好和从西门攻入的49团会合。
49团此前攻到西门时，西门紧闭守卫森严，爆破手引爆**包将城门轰开，战士们一气冲上城墙，守在城楼的西安民众自卫总队急忙报告副总队长闵继骞，闵是地下党安插的人，他下令停止抵抗，维持好秩序。随后民众自卫总队接到起义通知，共同消灭西安敌军。
46团从南门攻入市区。驻守在西安的国民党军队，在解放军从四面八方攻入城后，有的被歼灭了，有的缴械投降，有的投诚听编，有的仓皇逃命。
国民党嫡系十七军一部被歼，余部逃入秦岭山区。一野六军十七师四十九团强渡渭河后，一路追击残敌逼近西关，敌自卫总队放弃抵抗，主动打开城门，迎接解放军进城，让屹立了数百年的西门—安定门，免于炮火的摧残。
放军“不费一枪一弹”顺利进入西门，进城后，西安人民群众有的高举红旗，有的手捧茶水，拥立在街道两旁欢迎军队。一群群学生更是高呼口号，向解放军表示热烈的欢迎和敬意。
由此人民军队长驱直入，如入无人之境，自咸阳强渡渭河到占领钟楼市中心，仅用了6个多小时，毙、伤、俘国民党军1274人，缴获各种枪械1973枝，高射炮、山炮等21门，各种弹药91万余发以及大批军用物资。
同时，人民解放军收编阵前起义的西安市民众自卫总队、西安团管区司令部和榆林国民党第二十二军的新兵总队共约6400人。
西安解放后，蒋介石非常恼怒，命令胡宗南和马鸿逵、马步芳一起夺回西安。胡宗南也后悔自己跑得太快，丢了西安吃了大亏，积极拉马家军反攻。
6月初组织了11个师的“援陕兵团”，梦想夺回西安。六军按照第一野战军司令部的部署，把西安防务交给了刚从华北调来的一八二师，主力于6月11日抵达礼泉，和兄弟部队一起抗击胡马军队。
在西兰公路的唐王陵以西王家堡截击马军八十二军，毙俘敌二十四师师长韩有禄以下2000余人。
之后为诱敌深入又东撤到石桥、王桥地区，敌人尾追不舍，二军趁机在眉县以东全歼敌一六五师师长孙铁英以下2000余人。
6月11日青海马继援带大队骑兵冲向咸阳，彭德怀派刚从山西赶到的华北兵团181师前去阻击，181师师长派侦察班前进侦察，走出二十里遭遇敌军，为给181师争取修筑工事时间，侦察班除派一人回师部报信外，其余十几人就地抗击两个多小时全部英勇牺牲。
181师指战员义愤填膺，当马继援骑兵冲到咸阳时，解放军猛打猛杀，敌军丢下几千死伤兵员狼狈溃逃。
到6月下旬，第一野战军各部歼敌13000余人。
6月中旬，华北十八兵团胜利进入西安；6月底，十九兵团到三原、泾阳地区集结。但胡马军队仍不甘心，7月初胡宗南把四个军布置在渭河南北的扶风、武功、眉县地区，与马家军遥相呼应，布成口袋阵势，妄图待我主力西进时，东西夹击聚歼我军。
彭德怀看透敌人阴谋，决定向西进军，歼灭胡马，转战甘宁青新，解放大西北。
不久野战军就打破了胡马口袋战术，发动了扶眉战役，一举消灭胡宗南主力四个军三万余人，解放了八百里秦川。
宁、青马军见势不妙向兰州仓皇逃去，准备固守兰州，胡宗南顺着嘉陵江向南逃命。咸阳阻击战和扶眉战役的胜利，彻底粉碎了胡马夺回西安的美梦。