会后，周恩来、朱德发出向黄陂地区进军的命令：乐安敌人两个师有于26日向黄陂前进、宜黄敌人一个师有自神岗前进的迹象。我军拟于27日，在河口、东陂、黄陂以西，东坑岭、固岗、登仙桥以东地带，侧击并消灭乐安来犯之敌。根据这一作战方针，红军分为左、右两翼，平行北上，包抄敌人。具体部署为：红一、红三军团和红二十一军为左翼，隐蔽集结于金竹、大坪地区，待敌第五十二师进入蛟湖、桥头一带时，突然发起攻击；红五军团、红二十二军为右翼，隐蔽集结于横石、侯坊一线，准备占领黄陂、霍源地区，歼灭由固岗、西源向黄陂前进的第五十九师；江西军区所属独立第四、第五师分别在永兴桥至杨坊一线和河口西北上源、下源地区活动，牵制敌第十一师；红十二军作为预备队。
一切部署妥当之后，周恩来、朱德率领红军迅速向黄陂地区进发。
2月26日，红军各部队先于敌人到达黄陂、蛟湖，隐蔽在深山密林之中。周恩来、朱德来到设在登仙桥右侧山头上的左翼部队指挥部，朱德问聂荣臻：“情况怎么样？”聂荣臻介绍情况后，朱德指出：我们的目的是关起门来打狗，这就要让狗先进来，再关起门来打。因此，北面的部队要特别注意隐蔽，不能过早地暴露。周恩来指示说：这是这次战斗成败的关键，要告诉战士们，敌人进入伏击圈的时候，一定要沉住气，让敌人大摇大摆地往前走，东面还有我们的部队，放过去的敌人是跑不了的。
2月27日，敌第五十二师以第一五五旅担任前卫，向黄陂进发。敌人以为红军主力远在黎川，就放松了戒备。李明求胜心切，改变了原来不走大路走小路的计划，嫌走小路太慢，让部队沿着大路走。他还大言不惭地说：“共产党土枪土炮，怕什么！别说打仗，就是他们听到李明的名字都会害怕。”
红军密切注视着敌人的行动。下午1时许，第五十二师第一五四旅一个团进抵蛟湖。该处位于高山的马鞍部，西上2.5公里，东下4公里，南北两侧都是高山。李明带领师部跟在第一五四旅后面，整个队伍拉得很长。
敌人进入红军的伏击阵地时，其前卫部队第一五五旅刚刚通过，周恩来、朱德立即命令红军向敌人发起全线攻击。起初，李明还以为是红军游击队，等他明白过来时，已经来不及了。红军将敌人截成几个部分，使其首尾不能相顾。经过五六个小时的激战，该师师部和一五四旅一个团被歼，李明身负重伤，浑身上下都是血。红军让俘虏将李明抬到蛟湖村李家祠堂门口，医生给他打了强心针。但因伤势过重，于当晚死去。第二天，李明的尸体被掩埋在苦嘴坳村一块菜园地里。
这场战斗，敌第三○七团团长房少斌战死，第一五四旅旅长负伤，第一五五旅旅长化装逃跑，第三一二团团长生死不明，其他几名团长在深山老林里躲了几天后逃回乐安。
3月27日上午，敌第五十九师在途中听见枪声，以为是第五十二师在实弹演习，没当回事，继续往前走。可是，枪声越来越紧，敌第一七七旅旅长立即向师部报告。这时，陈时骥还在认为这是五十二师的演习，既没有让部队停下来，也没有同五十二师联系。下午2时，敌第一七七旅抵达距离黄陂约6公里处的霍源，遭到红军的伏击。虽经过几个小时的战斗，但并不激烈。第二天凌晨，红军主力部队从西、北两个方向包围了敌人。上午8时，在周恩来、朱德的指挥下，红一军团、红五军团、红二十二军、红十二军迅速冲下山去，将敌人拦腰截成几段，压到谷底展开激战。
这时，敌第五十九师又得知，第五十二师被红军打败，师长李明身负重伤。这对敌人的军心影响很大。战至上午10时，红军突破了敌一七五旅阵地。师长陈时骥被红军俘虏，后来被送到瑞金红军大学当教员。第一七五旅旅长杨德良在督战时被红军击伤，该旅大部分被歼，小部分逃进深山。第一七七旅两个团固守阵地，拼命抵抗。战至下午3时，敌旅长和第三五四团团长负伤。黄昏，敌人开始向北突围。这次战斗，敌第五十九师被歼7个营。3月1日，敌人的增援部队赶到，第五十九师才幸免被红军全歼。
敌第五十二师和第五十九师号称有3万余人，最后逃往宜黄的只有二十来人。敌十八军流传的“红军见了第十八军就溜之跑也”的神话破灭了。黄陂战斗，红军共歼敌2个师，俘虏2名师长，官兵1万余人，缴枪1万余支。朱德后来说：那都是敌人最精锐的部队，有最新式的捷克轻机关枪几百挺，还都是一枪未发过的，因为敌人来袭击我们，不料却突然遭到我们的袭击。3月1日，临时中央致电周恩来、朱德并转全体指战员，祝贺黄陂战斗的胜利。电报说：这次红一方面军的空前伟大胜利，给了国民党第四次“围剿”以致命的打击，给了帝国主义完全瓜分中国、镇压中国革命的企图以铁拳般的回应。
（九）大战草台冈
在消灭敌第五十二和第五十九师之后，周恩来、朱德打算乘胜歼灭敌第十一师，但是，考虑到山地作战，红军各部之间不容易联络，各军位置也不利于出击，加之南城、南丰地区的国民党军队第二纵队3个师，正在支援第一纵队，企图从新丰截击红军主力的退路。因此，为了避免红军被围，3月1日，周恩来、朱德命令部队迅速向南转移到小布、南团、东韶、洛口一带待机，准备迎接新的战斗。
黄陂之战，敌人的两个师被歼灭，完全陷入被动。当敌人的援军到达黄陂、东陂时，又扑了个空。然而，陈诚并不死心，还想寻找红军主力再战。鉴于黄陂失败的教训，陈诚改变了作战方式，将原来3路“分进合击”改变为1路“中间突破”，将中路军3个纵队缩编为2个纵队，将第二纵队改为前纵队，第一纵队余部和第三纵队第五、九师改为后纵队，共6个师，依次轮番向东南方向的广昌搜索前进，目的是直取广昌，寻找红军主力决战。朱德在谈到敌人新的作战计划时说：敌人前后两纵队重叠，以6个师的兵力纵深配备行军，长达三日以上的行程。敌人完全没有顾及到这点，只是企图从中间突破红军阵线，占领广昌，求得政治上的影响，使粤、闽左右两路军向前推进，达到合围的效果。
针对敌人的弱点，红军将计就计，分散敌人，寻找敌人的薄弱环节，给以各个击破。于是，红十一军奉命到广昌西北活动，配合独立师团和地方武装，佯攻敌人前纵队的先头部队，使敌人误认为红军主力就在广昌一带，以吸引敌前纵队向广昌方向急进，拉大同后纵队之间的距离，为红军主力伺机消灭其后纵队创造有利时机。同时，红军主力隐蔽地向北急进，集结于东陂、草台冈一带，准备伏击敌人的后纵队。
由于根据地军民严密封锁消息，敌人无法知道红军的真正去向。当红十一军进至广昌西北活动时，陈诚果然把红十一军当做红军主力，立即下令前纵队加速向广昌推进，并将后纵队第五师配属给前纵队指挥。
3月16日，天气开始放晴。敌第十一师全体官兵在宜黄南关集合。师长肖乾训话之后，便命令部队出发。当天下午，敌第十一师到达固冈，在那里逗留了两夜一天。一路上，敌人见不着红军和老百姓的影子。由于是深入根据地，敌人非常害怕，整天提心吊胆，不敢掉队。3月20日，敌第十一师到达东陂，第九师师长李延年前往迎接。肖乾同李延年商量之后，请示了纵队指挥部，满脸笑容地传令部队出发。下午3时，第十一师抵达草台冈以南高地。第三十一旅到达草台冈以北地区，师部在草台冈宿营。这时，当地一些土豪劣绅不知从什么地方跑了出来欢迎第十一师，还说第十八军是他们的救星，“第十一师来了，红军就跑了”，听了这番话之后，敌人难免有些麻痹了，若无其事地铺开稻草睡觉了。
由于敌第九师还在东陂附近，两个纵队相隔很远，形成一条长达50公里的长蛇阵。后纵队处于孤立境地，为红军各个击破创造了良机。
周恩来、朱德抓住这一时机，于3月20日下令：本日，敌第十一师有进到草台冈、徐庄的可能，第九师在东陂不动。红一方面军拟于21日首先消灭草台冈附近之敌，然后消灭东陂之敌，并打击其增援部队。
红军以一部分兵力牵制东陂的第九师，并切断其同第十一师的联系。
3月21日凌晨1时，红军主力向第十一师发起猛烈攻击，首先争夺草台冈南侧的制高点。战至上午8时，敌人开始溃逃。肖乾左手拄着拐杖，带着几个随从人员，仓皇逃往位于北山的第六十三团阵地。此时，第十一师同外界的联系已经被红军隔断。肖乾派遣一位副团长赶往东陂，向第九师求援，结果半路上被红军俘虏。
经过一场激战，到下午2时，敌人打通了同第九师一七五旅的联系，肖乾终于获得一条逃生之路。临行前，他用钢笔在一张纸上写了一句话：“大势已去，相机撤退”，然后交给第六十三团团长。之后，肖乾一声长叹，拄着拐杖，耷拉着脑袋逃命去了。两天后，肖乾逃到宜黄。这一仗，第十一师有1名旅长负伤，3名团长战死，营以下官兵伤亡惨重。战斗结束后，整个师只收罗了1000多名残兵败将。陈诚3个纵队当中最骄傲的第十八军，自吹是“战无不胜”的“精锐铁军”，就这样被红军全歼了。
当第十一师在草台冈遭到红军围攻时，纵队指挥官罗卓英命令第九师一部和第五十九师残部增援第十一师，结果在雷公嵊以南遭到红军沉重打击，第三四九团团长被击毙。
东陂战役伤敌师、旅长各1人，击毙敌旅长1人、团长3人，俘敌官兵6000余人，缴枪5000余支。
陈诚得知第十一师覆灭的消息后，痛不欲生，据说晕倒在椅子上。蒋介石垂头丧气地在给陈诚的“手谕”中说：此次挫败，凄惨异常，实有生以来唯一之隐痛。
敌十一师被歼后，中路军各纵队再也没有能力组织进攻了。为避免全军覆没，陈诚下令各纵队纷纷后撤。第一纵队龟缩在宜黄，第二纵队逃往南丰。至此，蒋介石发动的第四次“围剿”偃旗息鼓，以失败告终。
红军在周恩来、朱德的指挥下，采用大兵团山地伏击战的方法，在黄陂、草台冈两次战斗中，一举歼灭蒋介石嫡系部队近3个师，俘获师长李明、陈时骥，击伤师长肖乾，俘虏官兵1万余人，缴枪1万余支，大炮40门，新式机枪300余挺。后来，红军学校还专门开办了机关枪训练班，朱德亲自到训练班讲话，鼓励学员好好学习。刘伯承校长指示红军学校俱乐部主任兼特科大队政治委员赵品三编写了一本《机关枪教程》，作为训练班学员的教材。
蒋介石嫡系部队遭受如此沉重的打击，这在以往各次战役中是不曾有过的。关于这两次战斗的作用，朱德评价说：陈诚几年间所依靠的部队整个被打垮了，第四次“围剿”也就宣告结束了。