作戰計劃制定完了，至於具體的作戰，徐大龍、魏大勇等人都相信三團的八路軍指戰員，他們只是規定了作戰的框架，對具體的細節沒有過多幹涉。
副教育長這次帶着學員們出來，是要讓他們參加實戰的。他首先向學員們講解了作戰方案，然後由各個學員隊的隊長帶領學員們跟隨該團的部隊一起行動。爲了保護這些學員們，規定學員們只是進行戰場觀察，不必直接參加戰鬥，目的是讓他們感受一下戰場上的氣氛。
一切準備工作就緒之後，部隊就分別出發了。
凌晨4點，各部都到達了指定的位置。徐參謀長率領一營率先向兩座日僞軍的據點發起了攻擊。
5:50榆中城裏的日僞軍一個步兵中隊、僞軍一個連全部乘車前來增援。這些日軍與對面八路軍的這個團對峙已經很久了，根本就沒有把他們放在眼裏，因此他們的警惕姓極低，一路上大搖大擺地行軍，連警戒哨都沒有派，結果一頭就鑽進了伏擊圈。
魏大勇和特戰隊員們率先開槍，打掉了日軍車隊最前面和最後面的汽車駕駛員，日軍被堵在公路上，進退不得。然後埋伏在公路兩側的八路軍官兵們用猛烈地火力，狠狠地打擊公路上的日僞軍。他們兵力衆多、火力強大，很快就將日僞軍打得基本上失去了戰鬥力。
團長和鄭委都十分興奮，各率領一個營的部隊向日軍發起了衝鋒。戰鬥進行得十分順利，從戰鬥打響到結束，總共只用了25分鐘的時間。這一仗全殲了日軍的一個步兵中隊和僞軍一個連，總計375人，繳獲了他們全部的武器裝備。
八路軍的官兵們打了一場漂亮的伏擊戰，一個個都無比興奮，士氣極爲高漲。按照事先制定的作戰預案，魏大勇、朱光照帶領特戰隊員們乘坐一輛軍車，率先開往榆中縣城方向。八路軍的官兵們有的乘車有的步行，趕往縣城方向。
魏大勇等人化裝成日軍乘車來到了縣城的大門口，把守城門的僞軍沒有多問，就將他們放進了城裏。魏大勇等人剛一進城，就向守城的僞軍發起了攻擊，控制了城門。
團長率領加強連的官兵乘坐着卡車隨後趕到，擴大了控制區域。城裏日僞軍的主力全都離開了縣城，剩下的只有幾十人的憲兵隊、僞警察以及少量的留守的日僞軍。當八路軍的主力部隊趕到的時候，魏大勇和團長已經率領進城的八路軍官兵奪取了整個縣城。當鄭委率領大部隊進城的時候，團長已經帶着戰士們在城裏搜繳戰利品了。
第三團的官兵們都沒有想到竟然能夠打下縣城，一個個興高采烈的。他們在城裏搜繳日僞資產，進行抗日宣傳。三個小時後按照預先的計劃撤離了縣城。
學校的學員們參加了這兩場精采的戰鬥，戰鬥都異常順利，學員們基本上沒有傷亡，他們都十分興奮，跟其他的八路軍官兵一樣，興沖沖地扛着繳獲來的物資，大踏步地行軍。雖然經過了連續作戰，卻絲毫沒有疲倦的感覺。
戰鬥打響之後，副教育長、李主任、高參謀、徐大龍等人也都來到了前沿陣地，等待魏大勇和團長他們的消息。
當他們看到魏大勇和團長帶着八路軍的官兵和學員們安全返回的時候，不僅僅是鬆了一口氣，而且是欣喜若狂。這一仗打得實在是太漂亮了，不僅喫掉了日軍的援軍，還打下了一座縣城，繳獲了大量的武器彈藥和各種物資。這無疑是一場輝煌的勝利。
由於日僞軍的援軍已經沒有了，八路軍的官兵們和軍校學員們就可以從容地收拾兩座據點裏的日僞軍了。
至於如何攻打固定的據點，用不着徐大龍和魏大勇來操心，接下來就由朱光照和特戰隊員們進行現場教學。
朱光照和特戰隊員們隨便挑選了一個連隊，組織戰士們以班爲單位，封鎖敵人碉堡和炮樓上的射擊口，使用迫擊炮以平射的方式摧毀敵人的炮樓和碉堡。
日僞軍原本依仗着堅固的炮樓和碉堡，在作戰時佔盡了便宜，沒有想到現在卻被封鎖在裏面，被動挨打。隨着炮樓和碉堡不斷被摧毀，日僞軍傷亡慘重。八路軍的官兵一個衝鋒就攻進據點裏面，很快就將其全部殲滅。
在拿下了這座據點之後，朱光照又帶領特戰隊員們來到了另外一座據點。他們同樣又隨便挑選了一個連隊。爲了節約時間，他們首先用攜帶來的一具火箭筒摧毀了炮樓下面的兩座碉堡，然後以同樣的戰術，由戰士們分組封鎖敵人的射擊孔。
這一次他們不再使用火箭筒，沒有使用迫擊炮，而是帶着八路軍的官兵們在火力的掩護下，以嫺熟的戰術動作接近了敵人的炮樓，直接將手榴彈扔進了敵人的槍眼裏面，戰鬥很快也結束了。
這一場實戰演練勝利結束了，學校的教員和學員們都有了極大的收穫。教員們覺得他們自己的教學水平有所提高，而那些學員們都對未來開赴前線，開展游擊戰爭充滿了信心。
三團的指揮員們通過這一場戰鬥，深深地感到了他們的差距，三位指揮員誠懇地承認了他們的錯誤。不過他們三人並沒有感到沮喪，因爲這一次他們可是實實在在地打了一場漂亮的大勝仗，繳獲了大批的武器彈藥和各種物資。這樣的收穫令他們十分滿意。
三團的三位指揮員對於徐大龍等人十分感謝，他們大擺宴席，宴請了徐大龍等人和學校的學員們，並且列隊歡送他們離開。
完成了前來陝北的教學任務，徐大龍、魏大勇等人就向校方告辭，準備返回根據地了。校方對於徐大龍等人十分感謝，也爲他們隆重地舉行了一個歡送會。
副教育長感慨地說道：“徐大龍同志，你們這一次的教學活動對於學校教學水平的提升有很大幫助，廣大的學員們對於你們的根據地十分嚮往，他們紛紛要求前往馬武山根據地工作。不少的學員沒有得到批准，感到十分失望，有的人甚至掉了眼淚。看來還是你們那裏的吸引力大啊。”說完之後，他忍不住哈哈大笑了起來。
徐大龍之所以願意來學校這一趟，他也在打這批畢業學員的主意。學校的學員們素質很高，對於馬武山軍分區各部隊的建設來說，全都是寶貝。