陈谢集团主力进攻潼关，并控制了由新安到灵宝的一段陇海路，半个多月连克数县，歼灭敌军2万余人。蒋介石大为震惊。9月20日蒋介石亲临西安部署防御，胡宗南也从陕北赶回西安。为了守卫关中，国民党统帅部从大别山空运整65师到西安，并从陕北、晋南调回了一部兵力。谢甫三因指挥不力，被蒋介石撤职，由裴昌会担任陕东方向指挥。国民党军增强了潼关方向的守备，陈谢要向西进，肯定会遭遇恶战。
毛泽东审时度势，看到潼关一带集结敌军10个旅，我军难于得手；东面李铁军兵团只有6个旅，较为分散，23日致电陈谢，要他们调转方向，回头向东打新安，消灭整15师。命令4纵12旅和38军17师进军陕南，恢复根据地。38军主力在陕县、灵宝地区剿匪，巩固新区。陈赓执行毛泽东的指示，9月26日率4纵主力从陕县隐蔽东进，悄悄到达渑池以东的铁门镇附近。
我主力隐蔽东移到渑池以东时，敌人第5兵团还茫无所知，还以15师向新安、铁门，第3师向宜阳前进。10月2日，我军就势在铁门歼灭了敌15师的64旅。随后又在韩城镇一带给了回窜洛阳的第3师以重大杀伤。
此后，敌在洛阳集中了3师、20师等10个旅，在潼关集中了1师、38师等8个旅，妄图再度从东西两面夹击我军，恢复陇海路的交通。
这时，毛泽东指示陈、谢：“除留一部在陇海路牵制敌人外，主力应从陇海路南下，歼灭豫西各县的反动武装，开辟根据地；派人跟踪南下，则寻机分别歼灭之，但要打有把握之仗。”毛泽东还指出，不要怕敌人占领陇海路，只要在东面南面打开局面，大量歼灭敌人，胡宗南虽占陇海路，但兵力分散，我军即能再歼敌军，重占陇海路。
毛泽东的这个指示又是十分英明的。如果陈谢兵团当时就和敌人争夺这一段陇海路，会陷于被动，难于发展。转师向南，乘虚歼灭豫西各县分散守备之敌，开辟广大地区，既能创立根据地，使作战有所依托，又能东向平汉路，直接配合挺进中原的主力作战，这是从中原大局着眼的极为有力的一种安排，并且敌人占领陇海路后兵力分散，又便于我军回师歼灭。
陈、谢根据毛泽东的指示，10月底开始南下，11月1日至5日连克宝丰、鲁山、南召、方城、叶县、临汝、郏县、登封诸城。解放临汝、郏县的战斗，歼灭了敌15师残部，活捉了15师师长武廷麟。
武廷麟在国民党军队中是善于防守的，但在我军面前却变成了逃跑将军。我军在铁门歼敌6
当我军11月1日急袭临汝的时候，他又丢掉他的部下逃到郏县。但他刚到郏县，我军即已兵临城下，把郏县包围起来。这次，他再也跑不掉了，乖乖地做了我军的俘虏。
敌人为了破坏我军在豫西的展开，以3师、20师等5个旅的兵力尾我军南下。当我军快要解决郏县战斗的时候，这5个旅的先头部队离城只有3里地，陈赓、谢富治沉着镇定，指挥部队全歼了敌人后才撤出城外。