直罗镇，位于陕省富县西45千米，原为汉雕阴县地。直罗镇三面环山，一条大道东西穿过，镇东面是一个不敷百户的小土寨，镇北面是那条闻名的葫芦河。
张城和政委也细心察看了葫芦河的地形，都以为这片地形仿佛像一个大口袋，是伏击敌军的最好地点，因而便在统帅的唆使下敏捷排兵布阵，勾引敌军入瓮。
此时，敌东西两路救兵已快速逼近直罗镇，为包管军队顺利歼敌，张城决定由三师的七团持续围困敌119师残部，师部主力则以优势兵力阻击西援之敌第117师。
中心赤军达到陕北，并与陕北赤军胜利会师，动静传到南京，这令常凯申感到极其不安。
苦战两小时后，敌第109师大部被歼，其残部数百人退入直罗镇东南土寨负隅顽抗，妄图恪守待援。
8月15日下午四点，在民党空军飞机的保护下，敌先头军队第109师兵分三路沿葫芦河谷及南北山地向直罗镇建议打击。
所谓一招鲜，吃遍天。张城接到中革军委的号令后，与纵队党委成员简朴地商讨了一下，便决定由三师佯败诱敌，引入一师设置的包抄圈，然后两师合力表里着花，一举毁灭109师。
最后经统帅和军委研讨决定，由二十5、二十6、二十七军合编为红十五军团，兵力为七千多人，下辖三个师。至于军团带领则由徐海冬出任军团长，程子骅为军团政委，刘志单为参谋长。
在战役摆设上，统帅特别唆使张城要抓住敌第109师师长牛元峰傲慢高傲、气势放肆，形成该部比较凸起、伶仃的态势，加上直罗镇抱负的设伏地形及无益于赤军的大众前提，果断毁灭敌109师。
当时，民党“西北剿总”摆设5个师的兵力，东西对进，诡计乘赤军安身未稳，节制葫芦河，构成沿葫芦河的东西封闭线，而后南进北堵，将赤军压迫在两道封闭线之间地区加以毁灭。
与此同时，赤军将向南、北、西三面进一步扩大按照地，建立一个面积、人丁以及经济根本足以支撑十几万赤军的陕甘宁苏区按照地。
军委的作战打算是以由少纵围歼109师，全军团、十五军团禁止东北军与西北军的声援。同时号令红1、五军团趁虚而入，直取兵力空虚的庆阳、合水，并策应左路军的战役。