1949年4月24日，隨著山西省會太原的解放，華北地區的國民黨軍已經被我軍完全肅清。隨後中央軍委命令將參加攻打太原的部隊劃撥西北野戰軍指揮，全力參加到解放大西北，殲滅仍然在負隅頑抗的國民黨軍隊。
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面對我軍大兵壓境，國民黨各部仍然各懷鬼胎，相互算計，胡宗南下令將其中央軍主力部隊全部撤出西安、咸陽等陝中地區，退據了漢中。將隴東和陝甘公路完全暴露在我軍兵鋒之下，馬家軍盤踞的甘肅、寧夏、青海等地區門戶洞開，為了保住自己的地盤，青馬馬步芳和寧馬馬鴻逵先後拼湊9萬人大軍，於5月下旬集結於平涼地區，由馬繼援統一指揮，準備沿西蘭公路東進入陝，先取咸陽，再攻西安。6月9日，馬家軍主力向我第1野戰軍展開大舉反撲，由於此時我軍各部尚未完全集結完畢，兵力不占優勢，因此彭總命令部隊展開防禦以爭取時間，在我軍的節節抵抗下，敵軍前進異常緩慢。6月10日，我61軍181師經過強行軍，抵達西安，隨即被分配去防守咸陽。由於敵軍來勢兇猛，且在解放戰爭期間不但未遭到我軍的殲滅性打擊，而且還占過幾次便宜，因此氣焰非常囂張，181師向彭總保證："堅決守住咸陽，決不後退一步。"
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181師隨後在咸陽設立三道防線，將輕重武器結合，在短時間內即組織了較為完善的防禦體系，尤其考慮到與馬家軍近戰時，刺刀的威力不如砍刀，於是181師就用打太原時繳獲的大批日本東洋刀裝備部隊。
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6月13日，馬家軍精銳82軍主力抵達咸陽近郊，長途行軍的敵軍氣焰不減，竟決心不待休整就直接向我軍發起攻擊。下午5時許，馬家軍在炮火掩護下，對181師陣地發起全面攻擊。攻勢極為猛烈，以整營的騎兵為單位進行連續性的集團密集衝鋒。181師的三道防線分別以炮兵，輕重機槍以及步兵組成。但馬家軍的騎兵集群發起衝鋒時，我軍炮兵首先開火，在遠距離即予以敵人沉重打擊，並遲滯其衝擊速度；隨後輕重機槍齊射，以交叉火力進一步大量殺傷騎兵，並迫使敵騎兵下馬進攻，當敵軍接近我軍陣地時，我軍早就預備好的力氣大、會使刀的戰士揮舞著東洋組成第三道防線，戰士們先是投出手榴彈，再迎著硝煙猛撲上去，同敵人展開白刃格鬥。馬家軍的大刀又短又重，而我軍的東洋刀又長又利又輕，以刀對刀，馬家軍明顯處於劣勢，很快敗下陣去，541團2連1排副排長魏海東一人就用東洋刀就砍死了6個馬家軍，戰後榮立一等功。
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在連續擊退敵軍的攻勢後，181師決定發揮我軍擅長近戰夜戰的特點，在補充彈藥和調整部署之後，我軍各部以偷襲與強攻相結合的手段利用夜暗對馬家軍發起全線反擊。激戰到14日拂曉，將敵軍全部趕到了其出發地域。此時馬家軍總指揮，馬步芳之子馬繼援突然得知我軍的華北部隊業已陸續抵達西安地區並增援咸陽的情報，自知力不能敵，趕緊電令部隊全線撤退。14日上午，數萬敵軍垂頭喪氣地沿著西蘭公路撤回其老巢。咸陽阻擊戰，181師在倉促防禦、背水列陣的不利態勢下頑強戰鬥，僅一夜戰鬥就斃傷馬家軍銳騎兵2000餘人，俘虜29人，自身傷亡才200餘人，圓滿完成了彭總布置的任務，同時此戰極大地鼓舞了我方的士氣，而重挫的馬家軍的銳氣。