10月23日上午10时左右，“华北剿总”军事会议散会不久，中共地下党员北平《益世报》采访部主任刘时平就探知了会议的简况。为弄清详情，当天下午，刘时平以老同学的关系邀请国民党骑兵第十二旅旅长鄂友三、国防部保密局华北特别站站长兼“华北剿总”爆破大队长杜长城、宪兵第三营营长刘建龙喝酒，利用3人对“晋人治绥”特别是傅作义长期统治绥远极为不满的情绪，在与3人推杯换盏中，将敌人的这次军事行动问了个究竟。
第二天一早，刘时平赶往西直门火车站，观察到了3人所言的实情：爆破大队正装车待发。接着，他又进一步探清了敌部队的番号及开车时间。掌握了准确的消息后，刘时平向中共北平地下党负责人崔月犁作了汇报。崔月犁大大吃了一惊，深感情势的危急，遂断然决定冒险在上午开机发报，将情报送出去，让党中央有所准备。
当天晚12时许，这份十万火急的情报传到西柏坡。中央军委机要局将这份特急电报飞速送到毛泽东、周恩来、朱德手中。在作战室地图前，3位领导人仔细研究对策后，将兵力部署及下达命令等具体工作交给了周恩来负责。
10月25日，周恩来以中央军委名义紧急致电华北军区聂荣臻、薄一波和第二兵团杨得志、罗瑞卿，第三兵团杨成武、李井泉：“蒋傅联军配属汽车400辆，炸药百吨，正经保定向石门（石家庄的旧称）实施空心袭击，企图炸毁石门。我为坚决保卫石门，七纵主力应即转移至保南望都抗阻敌军，以待三纵赶到会合歼灭；七纵另一旅即刻直开新乐、正定之间，沿沙河、滹沱河两线布置抗阻阵地；杨、罗得电后即令三纵于明日起，5日内赶到望都，协同七纵主力作战。”
华北军区聂荣臻、薄一波接电后，当即电令七纵和冀中、北岳两军区并作了必要部署：成立保卫石门的临时指挥部。由副司令员萧克负责，指挥八分区贾桂荣部及石门中央警卫团等布置防线；滕代远负责石门的战略措施，由太行、冀南两区协助。限令冀中、北岳两区于27日晚完成破路任务。令华北解放区党政军机关广泛发动冀中人民以阻滞蒋傅联军。
很快傅作义便发现解放军主力三纵南下，即命令进至定州之九十四军停止前进，并命令三十五、十六和九十二军共5个师迅速南下增援，企图与我三纵决战后再向石门推进。10月29日，周恩来向华北二、三兵团及华北军区发出急电：杨、罗率主力于明日起，以4至5天行程赶赴满城会合三纵、七纵作战；杨、李主力立即东移归绥附近，准备攻打南下之三十五、十六军主力；令詹津战役大南部开向张北、张家口、宣化，以牵制敌军南下增援。
接着，周恩来又3次致电东北野战军林彪、罗荣桓派部队进入冀东、平东，迫使南下敌军一部回师北平，分散敌之兵力。同时，中央军委还命令在冀中的徐向前部加紧围困太原，稳住阎锡山部，以减轻对石门的威胁。
除了军事上的部署外，党中央还采取了强大的政治攻势，以威慑敌军鼓舞我军民斗志。毛泽东分别于10月25、27、31日亲自为新华社草拟了3则政论性电讯，特别是第三则电讯更使蒋傅心惊胆战：近两周内，蒋介石送掉了范汉杰、郑洞国、廖耀湘3支大军，现在北平空虚，整个蒋介石的北方战线及傅作义系统，大概只有几个月就要完蛋，他们偷袭西柏坡注定是要失败的。
3则电讯一公开，全国哗然，以致敌军副总指挥刘化南看到第一则电讯后，长叹道“：我们自以为是一次极机密的行动，可部队还没出发人家共产党就知道了，只怕我们是有去无回啊！”看到第三则电讯便急忙建议总指挥郑挺锋，从速向傅作义汇报国军受阻的实情。
偷袭石家庄，直指西柏坡这个分别被蒋、傅视为“锦囊妙计”、“掏心战术”的军事行动，只神气一时，“援晋兵团”很快就在定州、安国惨遭失败。
10月24日，敌先头部队10个师1个旅的兵力，分为突袭、策应两个梯队先后从涿州出动，企图与担任突袭任务的4个师1个旅于26日在保定会合，27日分左右两路沿平汉线向石门奔袭，预计29日占领石门；另6个师于29日到保定作策应。
形势严峻，解放军主力华北部队还远在察绥地区作战，即使日夜兼程赶到保定也得4天。冀中、北岳两解放区的党政军民几乎是在敌军出动的同时，才接到紧急通知的。
在危急的形势下，冀中军区的七纵与上万民工，由孙毅、林铁指挥快速到达望都和唐河一线，破路、断桥、埋设地雷、构筑阻击阵地。辽阔的冀中平原形成了人民战争的汪洋大海，以游击战、麻雀战、地道战迎击进犯之敌。
敌步兵原定26日到保定会合，却迟滞到27日才艰难到达保定；敌骑兵遭我民兵伏击人亡马惊，四散奔逃。
而整个左路敌军直到29日还徘徊于望都以北，唯有鄂友三的骑兵十二旅孤军绕过安国进入唐河北岸，29日晚，人困马乏的骑兵宿营在定州城东的北旺村，遂遭我七纵和当地民兵围攻，不到40分钟，旅司令部被打垮，死伤150多人，战马伤亡几十匹，其余狼狈向北逃窜。
“援晋兵团”的两位副总指挥向傅作义连续告急，皆言共军早有准备，希望尽快撤回北平；总指挥郑挺锋也惧怕遭灭顶之灾而畏缩不前。
在平绥线作战的我华北二兵团三纵队，在司令员郑维山率领下，从察南出发翻山越岭日夜兼程，于31日拂晓提前一天到达望都，又继续急行军赶到沙河南敌军前面。聂荣臻电话鼓励并命令他们：“傅作义得知你们到达望都，惧怕九十四军被歼已令其回逃，争取在满城打一仗，吃放北平掉他一部。”
10月31日凌晨，在郑维山部赶到沙河南的同时，傅作义便给郑挺锋、由竹生发出特急电报：共军援石部队返冀，着你部克日撤至方顺桥。在解放军军民坚决抗阻打击下，敌军始终未能渡过唐河一线，11月1日全部北撤，3日逃回北平。不久，天津战役打响，蒋傅偷袭西柏坡的行动宣告结束。