起义的具体计划拟定之后，胡景铎立刻分头通知所部骨干加紧起义前的准备，并严格保守机密。但是，国民党的特务和胡景通的亲信们也没有睡大觉，他们时刻在捕捉一切可疑的迹象，特别是胡景铎以举办军干班为名，实际上是培养起义骨干的活动，引起了他们的怀疑，并向榆林总部作了反映。为此，胡景通立即电召胡景铎到榆查问。胡景铎意识到这是一个危险的信号，如果应付不好将对筹划已久并且即将付诸实施的武装起义产生极为不利的影响。经过仔细的考虑和周密的安排之后，他不顾个人的安危，毅然应召赴榆，面见了他五哥——二十二军副军长兼陕北保安指挥官胡景通。胡景通非常严厉地责问他：“你在波罗都搞了些什么名堂?是不是要断送我在陕北十几年的苦心经营?你带来的那一杆子人是不是别有所图？你还办什么军干班，是何用心?”胡景铎胸有成竹，从容不迫，他以“整饬军容，提高士气，消除各种不良现象”等理由为自己辩白，从而消除了他五哥尚无真凭实据的疑虑。因为预定的起义日期日益迫近，胡景铎又机智地摆脱了特务头子徐之佳的纠缠，飞马离榆，日夜兼程，返回波罗。

　　习仲勋密切地注视着榆横的动静。在胡景铎从榆林返回原防的第三天（即10月5日），习仲勋召集王世泰、张仲良、徐立清等北线战役指挥部领导人开会，决定以接应胡景铎起义，解放无定河以南地区为基本着眼点，命令所属解放军各部立即进入战斗状态，并组织民兵3000人配合作战。

　　10月11日，国民党部队侵占了晋察冀解放区首府张家口，蒋介石立即下令召开他一手包办的伪“国大”，同时命令胡宗南积极准备突袭延安，扬言三个月内消灭共产党，气焰非常嚣张。

　　10月13日，由王世泰和张仲良指挥的北线战役（又称榆横战役）开始了。

　　凌晨，战斗先从榆林与横山之间的武镇和镇川堡打响。新编第四旅旅长张贤约率领所部主力向武镇发动进攻，延属分区教导旅旅长罗元发率领所部向镇川堡发动进攻，一举歼灭敌军一个团又两个营，并继续向北推进，直逼榆林南大门，使榆林守敌不敢轻举妄动。与此同时，张仲良率领新四旅、绥德警备旅、新十一旅各一部，包围了横山县城，使国民党守军王永清骑兵团陷于困境。

　　解放军在东西两侧的军事行动，为胡景铎所部的起义创造了极为有利的条件。胡景铎一声令下，陕北保安指挥部及其所属各部，分别在横山县境内的波罗、石湾、高镇等地同时发动武装起义。

　　在波罗，胡景铎于12日夜，以在指挥部召集会议的名义，将反动分子的主要人物全部集中软禁起来。13日清晨，他亲自到城外迎接范明率领的接应部队进城，随即召集全体官兵大会，正式宣布起义。胡景铎在大会上发表了慷慨激昂的讲话，他说：“蒋介石、胡宗南发动反共内战不得人心，我们不能给他们当炮灰。我们是三秦健儿，热血要洒在为正义而战的疆场上。榆林虽好，还不是我们的天下。我们要北上打榆林，南下打西安，赶走胡宗南，把红旗插到省城中心的钟鼓楼上。我们现在是西北民主联军，和解放军是友军。我们有一个共同的目的，要打倒蒋介石，推翻南京政府，解放全中国！”就这样，未动一刀一枪，波罗起义宣告胜利。驻扎在波罗附近的敌十一旅一个骑兵连，也在连长杨汉三率领下参加了波罗起义队伍。

　　在石湾，保九团团副张亚雄、军需主任范止英、机枪中队队长许秀歧等人，奉胡景铎之命，于13日凌晨打开城门，把绥德军分区副政委高郎亭率领的接应部队迎进城，逮捕了所有企图抗拒的反动分子，包围了保九团团部，迫使团长张子亚缴械投降。当天下午，全体官兵集中在大操场，宣布起义成功。石湾这个最靠近陕甘宁边区的军事重镇宣告解放。

　　在高镇，保九团副团长秦悦文和大队长吴凤德也奉胡景铎的命令，向全体官兵晓以大义，宣布起义。当高郎亭和张亚雄从石湾赶来接应的时候，高镇已经举起了义旗。

　　在横山县城，被围困的王永清骑兵团，在波罗起义的影响下，又经胡景铎做说服工作，也放下武器参加了起义行列。

　　至此，横山起义按预定计划取得了完全的胜利。国民党榆林保安指挥部保安九团官兵和二十二军八十六师新编十一旅，共5000余人，在胡景铎将军率领下走上了革命道路。

　　横山起义胜利后，起义部队和解放军联合发动了响水战役，消灭了榆林援军10个连和响水城内守军一个营，为北线战役画上了一个圆满的句号。

　　北线战役和横山起义胜利的直接结果是：陕北12万人民和一大片土地获得了解放，产生了西北民主联军骑兵第六师，建立了共产党领导的榆横特区，使边区北线国民党军丧失了25个坚固据点，损失了40多个连的兵力，从而扩大和加强了解放军的北线阵地，为中共中央转战陕北，指挥全国解放战争，粉碎蒋介石、胡宗南进攻，创造了有利条件。

　　起义部队经过改编和整训，于12月中旬，奉毛泽东主席之命调驻延安。他们所到之处受到边区各界的热烈欢迎。特别使胡景铎等起义官兵终生难忘的是12月24日，这一天，中共中央、中央军委的领导人毛泽东、刘少奇、周恩来、朱德、任弼时、彭德怀，西北局书记习仲勋，以及邓颖超、康克清、王世泰等同志，亲切地接见了胡景铎等起义部队的领导干部。毛泽东握着胡景铎的手说：“景铎同志，你能在敌强我弱的情况下，下邓宝珊的船，上习仲勋的船，你选择这个道路是很正确的。你们的革命行动给西北的旧军队指出了一条光明大道。”

　　横山起义具有重要的历史意义，因为这个起义发生在中共中央所在地陕甘宁边区的北部战线上，发生在直接包围陕甘宁边区的国民党部队中，发生在敌强我弱、敌攻我守、敌人气焰十分嚣张的历史时刻。在这样的历史背景下，横山起义就不能不在政治上和军事上产生重大的影响，不仅为西北的旧军队，也为一切爱国者“指出了一条光明大道”。正如朱德总司令所说：胡景铎将军在横山起义，以及其他无数次的同类事件，“形成了一个潮流”。这个潮流已经“成为人民在自卫战争中战胜反动派而实现国家的独立、和平、民主的重要因素之一”。