敌军在飞机的支援下又接连组织冲锋。红5军各团虽组织了几次反冲锋,但未能有效打退敌人,只好沿杜家梁、毛牛川向会宁县城方向撤退。敌机穷追不舍,轮番狂轰滥炸。敌军乘势蜂拥而来,将红军团团围困在毛牛川。在“报仇!报仇!”的呐喊声中,红军战士个个像猛虎一样跃入敌群,子弹打完了,就用刺刀、枪托、木棒与敌人进行殊死搏杀。经过持续两天的血战,红5军最终胜利完成了阻击任务。
华家岭战斗,红军给敌人以重创,彻底粉碎了蒋介石将红军消灭在西兰公路以南的企图,有力地配合了主力红军的胜利会师,为红军西渡黄河、东进陕北赢得了时间,打开了通路。