戰鬥背景
1949年6月5日，國民黨馬步芳部派以馬繼援為總指揮的青海兵團（下屬五師二騎兵旅）和寧夏兵團（馬鴻逵部三師三縱隊）共10萬餘人，先後分三路沿西蘭公路兩側向鹹陽推進，以謀反撲西安。6月10日，進抵乾縣，在陽峪嶺和南北注泔一線向解放軍前哨陣地發起猛攻。
戰略布署
中國人民解放軍第一野戰軍彭德懷司令員決定“誘敵深入”，主動放棄涇、渭三角地區，令王震、許光達的一、二兵團分別撤至�縣、鹹陽一線，組織防禦，在阻擊中待機破敵。同時急電調華北野戰軍第十八兵團六十一軍三天內從太原趕赴西安，以一八一師（原皮定均旅）進入鹹陽，占領陣地，堅決狙擊敵人。一個師和軍部部署於鹹陽渭河南岸為第二防線，一個師駐守西安。
戰鬥過程
6月11日，人民解放軍乾縣一線部隊在消滅大量敵人後主動撤退。11日晚至12日晨4時，華北野戰軍第六十一軍一八一師全部渡渭河到達鹹陽，以一八一師五四一團在城北、五四二團在城東北、五四三團在城西構築陣地，形成從城東北之中五台、李家堡、張家堡、藥王洞，城西北吳家堡到城西之鐵江嘴、沈家村的半圓形防線。師指揮所設於城牆上居高指揮。
6月12日，馬繼援以為解放軍被擊潰，國民黨軍一九○師師長馬振武又報告鹹陽城兵力空虛，遂命令一九○師、二四八師、一○○師和騎八旅越過寧夏兵團的防線，直赴鹹陽。由馬振武任鹹陽步騎總指揮，率四部人馬把鹹陽城團團圍定，揚言“兩小時內攻下鹹陽，渡過渭河，占領西安”。
12日黎明前，華北野戰軍一八一師偵察參謀王青山率領的偵察班沿西蘭公路向北實施偵察。中午，在今雙照鄉龍泉坊與馬軍先頭騎兵營遭遇。除命一人火速回師部報告外，王青山率偵察班戰士背靠村外墳地構成一個圓圈，12支衝鋒鎗向馬軍同時射擊，激戰3個多小時，終因敵眾我寡，彈盡糧絕，偵察英雄8人犧牲，4人負傷被民眾救走。
下午4時，馬軍騎八旅占領北原周陵一線。4時半，馬軍3個團的騎兵向左右兩翼發起集團性攻擊，從一野第六軍防守空隙直衝入城下。在華北野戰軍一八一師五四三團二連陣地前，馬軍騎兵被壕溝攔阻，擠成一堆，有的連人帶馬栽入溝內，解放軍一齊開火，馬軍騎兵成堆倒下，倉皇后撤。華北野戰軍一八一師五四一團二連三排陣地在激戰中被馬軍騎兵突進後，一營長陳釗率三連二排戰士一手提日本戰刀砍殺，一手扔手榴彈轟擊，重新奪回陣地。華北野戰軍一八一師五四二團重機槍排在中五台陣地以猛烈火力殺傷大量馬軍騎兵後，出壕追擊。在解放軍迎頭痛擊下，馬軍騎八旅逃往上召村一帶等待主力救援。
當日夜，馬軍3個步兵師趕到。13日上午，馬軍山炮向解放軍前沿陣地持續轟擊。下午5時，又從約6公里正面向華北野戰軍一八一師陣地發起總攻擊，以搶掠的大批耕牛作為前陣掩護進攻。在右翼一八一師五四二團八連的中五台陣地，馬軍兩個團赤膊揮刀，居高臨下實施集團衝鋒，守軍以縱深配備之迫擊炮與重機槍進行火力阻擊。經反覆爭奪，先後擊退馬軍5次整營進攻，消滅200餘人，八連也損失過半，退守大廟主陣地，阻止了馬軍從三（原）鹹（陽）公路側擊鹹陽的企圖。
一八一師五四三團九連某排防守的左翼一號陣地被切斷後路後，依憑舊壕溝同包圍的馬軍浴血奮戰，9次擊破其進攻和包圍，最後以9顆手榴彈和石塊守住了中心陣地。
防線中部距城較近的吳家堡由一八一師五四一團二連堅守，前沿陣地在馬軍反覆攻擊下，只剩下副班長魏海東一人。他用戰刀砍倒敵人六七個敵人後也被敵砍倒，仍負傷爬回主陣地。到當晚10時左右，馬軍攻占全部前沿陣地和火車站，控制了幾個重要據點，馬繼援立即催令一○○師星夜趕赴鹹陽前沿陣地。
當晚12時，華北野戰軍主力部隊從西安趕至鹹陽，配合一八一師向馬軍發起全線反擊。城內守軍從西門、北門殺出，與馬軍形成激烈的白刃戰。馬部一九○師馬登曹團與二四八師韓小俠團首當其衝，死傷累累，副團長和6名營連長被擊斃，士兵死傷600餘人。
14凌晨，華北野戰軍一八一師前沿陣地大部收復。拂曉，中五台及一號前沿陣地全部收復。馬軍連夜逃往上召、石村一線，在解放軍乘勝追擊下，14日上午又退往乾縣。
戰鬥結果
因解放軍華北野戰兵團進入西北戰場，馬步芳調八十二軍想再次反撲鹹陽的計畫破產，鹹陽阻擊戰取得全面勝利。華北野戰軍一八一師經過13個小時激戰，共殲敵2000餘人。
