牛元峰，山东沂水人，毕业于东北讲武学堂，曾经出任东北军辎重司令多年，因为跟张学良的关系十分密切，所以除了轻视红军之外，连军长董英斌也不在他的眼里。但是，终究是辎重部队出身，刚任野战师师长，别说是作战经验，他根本就没指挥部队打过仗。

天黑了，各路红军悄悄地将直罗镇包围了。

十一月二十一日拂晓，红军的冲锋号突然响起。红一军团二师、四师、十三团从三面向牛元峰的部队发起了猛攻。第一〇九师各团的联络瞬间就被红军切断了。还在睡梦中的东北军官兵不是被打死就是被俘。六二六团团长在最后一刻开枪自杀，六二七团团长身负重伤后死亡，两个团的剩余官兵在红军的追杀下四处逃散。红军主力部队直扑镇子中央，第一〇九师师部的大部分人员、物资和马匹全部落在了红军的手里。

红军的袭击如此突然，东北军事先没有得到任何情报，各师也没有发现任何迹象，这让师长牛元峰茫然不知所措。他认为头天下午他走进镇子的时候，如果有如此数量的红军埋伏在附近，他的四个团向四面放出的警戒哨怎么可能什么都没发现呢？而且红军向来惯于夜袭，可是一个晚上都睡得好好的，为什么天一亮就成了这个样子？红军冲进镇子的时候，牛师长带着警卫人员和一部分士兵跑到了镇南面的小山上，但是红军的追击部队紧跟着就上来了。他又往东跑，钻进了镇子东头那个有石头围墙的寨子里。

寨子立即被红军包围了。

这个事先让红军拆了的小寨子，昨天晚上竟然被东北军修复了。也许东北军军官比他们的师长更懂得一些军事常识。

周恩来上来了，在望远镜里观察了一会儿，对带领部队冲到这里的徐海东说：“围住了就行，里面没有吃的没有水，他们总是要出来的。”

牛元峰躲在寨子里不断地发电报，要求董英斌派部队解救。董英斌派出的第一一一师六三一团还没看见直罗镇就遭到了红军的伏击，六三一团即刻逃回黑水寺去了。万般无奈的牛元峰把被围的情况报告给了张学良。

晚上十点，西北“剿共”总司令部决定，在直罗镇地域与红军决战。

总司令部直辖第一〇六师、第五十七军第一一一师奉命立即向直罗镇增援，第六十七军第一一七师奉命向红军指挥部所在地张村驿发动进攻，西北军第三十八军第十七师奉命配合第一一七师作战。

二十二日上午，第一〇六、第一一一两个师起程向直罗镇增援，而第六十七军的第一一七师和西北军的第十七师竟然都原地未动。

国民党军各部队之间的芥蒂再次成全了红军。

红军抓住时机先打击第一一一师，然后集中兵力攻击黑水寺的第五十七军军部。董英斌唯恐自己的部队被红军歼灭，在第一〇六师的掩护下向太白镇方向撤退。红一军团二师和红十五军团七十五师分三路迅猛追击，终于追上了第一〇六师的后卫六一七团，并把这个团歼灭在羊角台至张家湾的途中。