主攻黄平县城的是彭德怀将军指挥的红三军团。红三军团于12月26日清晨到达黄飘乡新庄和东坡乡摆街营、老虎坳一线，指挥所设在摆街营。这天清晨，浓雾漫漫，能见度非常低，十米开外就看不清了。红军趁大雾向尖山坡黔军守敌发起强攻，然后分三路前进。第一路由老虎坳下十里桥上毛栗坡，经长坡占领架梁坡制高点。第二路由下金湾到金塘坡占胡家院。第三路由新庄到中寨夺取梅花五角。国民党黔军凭借有利地形和新挖的工事负隅顽抗，红军首攻受阻，经几小时的激战，未能拿下尖山坡，战斗打得非常激烈。时近中午，雾散天晴，强攻更加不利。为避免更多的伤亡，到中午时分，左路和中路红军退回摆街营一线。下午，红军1000余人悄悄由新庄出发，经老寨、中心，绕过尖山坡抵达县城东南面。在天完全黑一下来时，红军以迅雷不及掩耳之势突然出现在毛栗园、半河一带山头上，黔军顿时乱了阵脚，惶恐万状。杜肇华一时手足无措，慌忙电告驻守重安的李成章旅速向新州靠拢，为自己溃逃重安作好接应。红三军团首长根据中央军委关于“坚决进攻和消灭黄平黔军”的命令，重新部署战斗，决定再分三路向敌人发起新的进攻。右路正面进攻五里桥和赵家营，中路继续进攻尖山坡、猫耳屯，左路绕道胡家院、高榜田、李家院，包抄五里墩、马场一线，截断敌军退路，争取两面夹击而全歼之。于是，红军数千人再次正面向尖山坡发起猛攻。早已军心大乱的黔军官兵，无心坚守，全线溃退至县城四周山上。晚10时，红军胜利拿下尖山坡后，战士们占据了有利地形，然后兵分数路向县城发起猛攻。黔军先是在县城四周的小山头上顽抗，战斗非常激烈，炮声、枪声、号声盈耳。弹丸带着火红的光线，在蒙雾弥漫的夜空穿梭，将夜景撕成斑驳的鳞片。城外的各个山头，烈焰熊熊，军号声、喊杀声震撼漆黑的山野。城内的黔军看到红军勇猛之势，不敢开城门把溃逃的黔军官兵放入城内，而且还架机枪将其扫射回逃，凭借高大城墙负隅顽抗。为尽快占领黄平县城，彭德环等军团首长命令全体战士向县城发动总攻。经过激烈的点头，由梅花五角而下的红军迅速攻占了东门的玉皇阁；自毛栗园冲下的红军翻上十多米高的城墙攻进后街；从半河而至的红军攻到对角坡；经猫耳头、塔边沿河而上的红军攻进下水关；经石关沿百胜台过来的红军进到了龙洞滂山头上，架着炮向县城内轰击。

    冬夜的黄平，北风呼啸，寒气袭人。被红军穷追猛打、遭到重创的城外黔军，又冷又饿，困乏交加，已是军无斗志。城内守敌看到城外阵地丧失殆尽，四面楚歌，知道孤城难守，又闻报红军迂回五里墩，截断退路，顿时军心大乱，士气一落千丈。杜肇华急电请示驻在马场坪的王家烈：“红军来势很锐，我想避开正面，撤到重安江以西占领阵地”。王家烈接电后分析：红军从江西出发以来，所过地方，都是长驱直入，锐不可挡。只要能保住贵阳，我又何必去同红军硬拼（王家烈《阻截中央红军过黔的回忆》）。于是，为了保存实力，王家烈电告杜肇华退到马场街、榔木哨一带，避开正面，让红军通过。但他又暗示杜肇华不能退得太远，以便相机出击，反夺县城。杜肇华得电，如获救命符，急忙带着残兵败将借夜色掩护，由南门退出，向五里墩、梯子岩一带逃跑。红军乘势掩杀，衔尾追击。来不及逃跑的敌人，有的当场被俘，有的见老百姓家就钻，有的翻墙跳岩，死伤不计其数。溃逃的敌人跟着杜肇华狼狈逃到马场街、榔木哨一带时，又遇抄敌退路的红军迎头痛击。黔军不敢应战，只顾夺路向重安江方向拼命窜逃。

    关于攻打黄平县城的战斗，一位至今还让我们无法知道姓名的老红军战士在回忆录里还撰写反映黄平战斗情节的《旗手的责任》一文，人民教育出版社1982年还把此文编入小学语文第七册课本，让学生独立阅读课文和接受教育。如文章写道：长征开始不久，我被调到团部当旗手。团参谋长郑重地对我说：“现在决定调你到团部打团旗。团旗是咱们工农红军的旗帜，你要象爱护自己的生命一样爱护它。无论在什么情况下，红旗决不能倒……这年年底，部队进军贵州，来到黄平城下。驻扎在那里的军阀部队挡住了我们前进的道路。为了迅速向乌江挺进，上级命令我们立即攻占黄平！战斗打得非常激烈，冲锋号吹响了。团长一声令下：“团旗，上！”我跃出战壕，高举红旗，向敌人的阵地冲上去。我听见身后杀声震天。全团战士个个生龙活虎，端着明晃晃的刺刀冲了上来。军阀部队吓得腿都软了。战斗结束以后，我喜悦地抚摸着这面鲜红的团旗，心想：“在战斗中，红旗是多么重要。我，一名旗手，责任有多么重大啊！”……

    红三军团在攻打尖山坡战斗中，有20余名战士将年轻的鲜血散在这片热土上。事后，新州镇摆街营的苗族群众每家凑米筹钱偷偷将这些为了中国人民的解放事业而献身的红军战士安葬于尖山坡上。

    12月27日凌晨2时，红军攻克黄平县城。红军入城后，公审了东门街罪大恶极的国民党保长郭义雄和北门街罗汉坡大土豪闻吉臣，随后拖到县政府后山坡枪决。随后，党中央机关、中央军委、中央纵队和红五军团等先后进入县城。先头部队在马不停蹄继续向旧州进击中，于深夜不费一枪一弹地夺取旧州古城。天亮时，杜肇华逃到重安，杜、李二人恐王家烈治以丢城失地之罪，一方面电告王家烈“死伤累累，誓共存亡”，一面重整残部反扑县城。红军分两路迎击，两军在灯草哨、营盘上、梯子岩一线展开激战。战至中午，黔军败退，红军乘势追杀至沙子坡、九冲关然后回至榔木哨、石头堡一线，留下两个团警戒，其余沿崇仁、野洞向旧州方向进击。红军的目的是扫清北渡乌江的障碍，确保党中央和中革军委的安全，所以不再追杀黔军。

    红军胜利攻克黄平县城后，将城县所存布匹购置一空，红军的给养得到了加强，部队的干部战士多数还换上了新军装，大家从湘南而来疲劳状态，顿时一扫而空。于是，红军乘着胜利的声威，迅速渡过乌江，进占遵义，一下子把十几万敌军甩在了湘西和乌江以南，使敌人内部矛盾加剧。

    黄平一战，盘踞在黄平县一带的黔军地一天一夜里被打得丢盔弃甲，一败涂地。实力被削弱，丧失了在贵州割据与国民党蒋介石对抗的资本。蒋介石乘机逼王下野，部队被改编，贵州桐梓系军阀统治从此覆灭。红军采取声东击西、调虎离山的军事策略，在黄平佯攻贵阳、实取遵义的机动作战，实际上宣告了国民党蒋介石“围剿”的失败，为红军四渡赤水等战役作了重大的军事演习。如果说红军四渡赤水是毛泽东的得意之笔，那么，运用声东击西、调虎离山军事策略进行的佯攻贵阳、实取遵义的黄平之战，即可视为红军四渡赤水的前重大军事演习；如果说四渡赤水之战是中国红军战史上的伟大转折，那么黄平之战则是党和红军历史上生死攸关的重大转折。