红军东渡黄河进入山西后迅速扩大影响，威胁晋中腹地。阎锡山深感危机，急调晋绥军主力编为四个纵队，企图在孝义兑九峪地区围歼红军主力。他亲令杨澄源、杨效欧、李生达、孙楚分别指挥各纵队，总兵力达15个团以上，并配备空军支援。
毛泽东与彭德怀识破其意图后，决定迎战，在兑九峪西南的大麦郊设立总部，亲自指挥作战。红军以红一军团为左翼、红十五军团为右翼，形成南北夹击之势，准备围歼来犯之敌。
3月10日凌晨5时，红军趁敌军正在生火做饭之际，突然发起攻击，迅速击溃晋军先头部队。红一军团主力进抵兑九峪西北张家庄一带，红十五军团主力布防于仲家山、孟家庄地区，对敌形成三面包围。
战斗全面打响后，红1师和红十五军团主力担任主攻，一度突击至兑九峪西北袁家庄、黄文村一带，重创敌军。但晋军凭借火力优势和有利地形顽强抵抗，红军因地形不利、缺乏重武器，难以继续推进。
阎锡山出动飞机对红军阵地进行轰炸扫射，进一步压制了红军攻势。
双方从日出打到日落，战况陷入胶着对峙状态。尽管红军歼敌数千、重创晋军多个建制单位，但未能彻底击溃其主力，形成“打了一天没有进展”的战术僵局。
面对敌我力量悬殊、中央军即将入晋的严峻形势，毛泽东当机立断，下令红军主动撤出战斗。这一决策并非失败，而是高明的战略转移：
当晚，阎锡山也因损失惨重而命令部队撤回构筑堡垒线，不敢再追；红军随即兵分三路，向同蒲铁路沿线挺进，广泛筹款扩红，共扩编8000余人、筹款50万银元，实现了“以发展求巩固”的战略目标。
4月12日凌晨，红十五军团首长程子华、徐海东获悉敌情后，当机立断，决定围歼孤立之敌——晋绥军第71师206团。作战部署如下：以223团一个营抢占师庄以西的天龙庙高地，阻击中阳县城方向可能来援之敌；另两个营从大石头村北侧高地隐蔽接近，向晋军团部发起突袭。
战斗于当日下午打响，红军居高临下，攻势迅猛。晋军仓促应战，阵型大乱。激战五个小时后，第392团被全歼，毙伤200余人，俘虏500余人，缴获轻重机枪66挺、步枪300余支及其他军用物资。团长郭登瀛被俘，成为红军东征以来俘获的首位晋军高级军官。
红军秉持优待俘虏政策，对其礼遇有加。郭登瀛先被送往康城，毛泽东亲自接见并长谈两小时，阐明中共抗日民族统一战线主张，提出三点要求请其转达阎锡山：在绥远让出十余县作为红军抗日根据地；或在雁北让出通道，红军经河北、察哈尔抗日；国共合作，共赴国难，共产党愿打第一线。
随后，郭登瀛被送往瓦窑堡红军大学学习一个月，期间林彪、叶剑英等领导人多次与他谈话，生活上也给予特殊优待（每日六毛菜金，远高于普通学员的六分）。他深受感召，表示愿效犬马之劳。
红军东征的节节胜利，急坏了阎锡山，阎连忙从太原调来了15个团的兵力，想把红军撵走。
至4月，进入山西的蒋介石中央军和阎锡山的部队，统统向东征军围来，妄图把红军压缩于黄河东岸狭小地区加以歼灭。同时，蒋介石又令陕、甘、宁各省国民党军队向红军进攻，妄图彻底摧毁我陕甘根据地。为了避免与优势的敌人决战，保存抗日力量，巩固和发展陕甘根据地，争取抗日民族统一战线的实现，红一方面军决定回师河西。
部队从大宁西渡，梁兴初带领2团完成了掩护渡河任务，最后回到陕西宜川，结束了75天的东征作战。
东征红军回师陕北后，为了巩固和发展陕甘根据地，扩大抗日红军，向南打通同红二、四方面军的联系，实现红军三大主力会师，西北军委于1936年5月18日决定，组织西北野战军，由彭德怀任司令员兼政治委员，向陕甘宁边区进军，创建陕甘宁根据地。
红一军团于5月19日出发，经吴起镇向曲子镇进发。2师仍是军团前卫，于5月30日最早抵近曲子镇。据侦察报告，镇内敌人是马鸿宾的35师105旅，其旅长冶成章带领特务连等数百人，从庆阳回宁夏，昨天刚到曲子镇。冶成章性情暴躁，打仗懦悍，为人十分野蛮，人们给他起了个外号“野骡子”。军团命令第2师包围曲子镇，由梁兴初的2团担任主攻。
曲子镇虽是个土城，方圆不过一平方公里，但围墙很高，易守难攻。
梁兴初接到命令后，迅速组织部队准备攻城云梯、炸药等。
1936年6月1日，甘肃曲子镇。
时任红2师第2团团长的梁兴初，是攻打曲子镇前线攻坚的“尖刀团长”。他率部从城东南角发起强攻。
15：00：红2团在团长梁兴初指挥下，以云梯强攻曲子镇东南角城墙，成功撕开突破口，首批突击队突入镇内街道。
15：30：城内主街。冶成章率光膀骑兵从巷口、院墙后突然反扑，以马刀劈砍、人墙堵截，将入城红军挤出城外。
梁兴初率队迅速突破防线进入镇内，与冶成章部展开激烈巷战。然而，冶成章外号“野骡子”，作战极为凶悍，亲率骑兵光着膀子挥刀反扑，一度将刚入城的红军部队挤出城外。面对强敌，梁兴初冷静调整战术，配合师长杨得志的总体部署，重新组织兵力。
梁兴初立即下令停止纵深推进，命令1营固守突破口，2营撤至城外重组，3营预备队待命，避免被分割歼灭。部队沿主街向西北方向推进，试图直取敌旅部，但遭冶成章亲率骑兵反扑，巷道狭窄、敌军熟悉地形，红军被挤压至突破口附近，被迫暂时退出城外。
16：00–16：30：突破口至城中街巷。
梁兴初紧急调整部署，放弃纵深突击。
梁兴初亲赴前沿，下令：“不求快，求稳；不占街，占屋。”
遂组织爆破组炸开院墙，打通侧翼通道，实现巷战渗透。以火力组掩护步兵小队，转为稳控突破口，改用“蚕食战术”：每推进一院，即以手榴弹清房、机枪封锁出口，步兵分组交替掩护，逐院争夺逐户清剿，逐步向城西北角压缩敌军空间。
17：00：红军以“点控线、线控面”方式，逐步占领城东、城南民宅，最终完成对城西北角窑洞群的三面包围，形成致命合围态势。
20：00–22：00：城西北角窑洞群。
梁兴初命令：“不强攻，不硬拼，用炸药说话。”
对负隅顽抗的冶成章残部实施“喊话劝降＋手榴弹爆破＋火力压制”三位一体围歼，先以机枪封锁洞口，再投弹逼其暴露。组织工兵组在30米外掘进，投掷集束手榴弹，最终炸死马弁、重伤冶成章。
在夜战中完成合围。歼敌百余人，俘虏200余人，生擒旅长冶成章，缴获枪支200余支、军马数百匹。此役打破马家军不可战胜的神话，为红军西征打开通道。
梁兴初战场指挥核心特征：首次失利后，迅速放弃“强攻直取”思维，转为“稳扎稳打”的巷战模式，体现其打铁出身的务实作风——“火候不到，不急淬火”。梁兴初亲临一线，在战斗中常蹲于断墙后指挥，亲自观察敌火力点，调整火力配系，极大提升部队士气。战术创新，将“逐院争夺”与“侧翼爆破”结合，突破传统巷战“正面强冲”模式，为红军后续城市攻坚提供范本。
当冶成章被俘后，拒不配合、骂骂咧咧，甚至拒绝治疗。
尽管梁兴初没有直接参与对冶成章的思想劝导，但正是他带领的红2团在前线的浴血奋战，为后续“捉放”政策的实施创造了前提条件。
杨得志没有以暴制暴，而是以理服人：“现在日本鬼子打中国，你不但不抗日，还烧村庄、抢牛羊、打红军！我们打你是要打醒你们，共同抗日！”
更关键的是，杨得志提到了一年前释放马佩清团长并赠三块钢洋的往事。
冶成章听后震惊不已，当场跪地认服：“我冶成章服了！今生今世再不与红军为敌！”
这一“捉而不杀、以德服人”的策略，正是红军统一战线思想的生动体现。
曲子镇战斗，既是梁兴初军事能力的实战检验，也是杨得志政治智慧的高光时刻。所谓“驯服”，并非一人之功，而是红军集体战略与战术配合的胜利。
梁兴初虽无亲笔作战日志留存，但红2团战士口述、师长杨得志回忆录及战史档案交叉印证：“曲子镇一仗，是梁兴初从‘猛将’蜕变为‘智将’的关键一役。”
1936年10月7日，红一方面军与红四方面军在甘肃会宁胜利会师。10月22日，又与二方面军在静宁胜利会师。三大主力会师后，红军向宁夏扩展，于山城堡歼灭胡宗南一个师。不久，爆发了西安事变，部队奉命回师南下，经甘肃庆阳、宁县，进驻陕西三原县。至此，第二次国内革命战争宣告结束。
这个时期，梁兴初在一至五次反“围剿”作战、二万五千里长征、东征、西征、保卫和扩展陕甘宁根据地的历次战斗中勇顽强，机智灵活，身先士卒，出生入死，与敌拼搏，多次负伤伤，多次受到嘉奖。经过队的团线指挥炼，梁兴初已由一个穷苦铁匠，成长为红军主力部队的团级指挥员。
