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罗元发率教导旅撤出金盆湾后，在彭德怀指挥下，与兄弟部队并肩，一战青化砭、二战羊马河，三战蟠龙镇，最终把进攻延安的胡宗南部队消灭了一大半。
1947年10月11日，以教导旅和新编第四旅为基础，组建了西北野战军第六纵队，罗元发任纵队司令员、徐立清任政委。六纵在罗元发和徐立清指挥下，先后参加了榆林、宜川、西府陇东、澄郃、荔北、西北1948年冬季攻势等战役，取得了骄人的战绩。
1949年2月1日，西北野战军第六纵队改称中国人民解放军第六军，罗元发任军长、徐立清任政委，下辖第十六师（原教导旅）、第十七师（原新编第四旅）、第十八师（由晋南军区部队组成）。.
罗元发成了中国人民解放军第六军首任军长后，第一仗就是率第六军解放胡宗南的“老巢”西安。1949年5月5日，罗元发率第六军进至贾曲、党睦地区，与兄弟部队对西安完成了半包围状态。
西安历来是胡宗南的大本营，当初进攻延安时，胡宗南就是坐镇西安指挥作战的。如今解放大兵压境，胡宗南惶恐不安，又不甘心拱手相让，把手中的7个军调过来调过去，不知把赌注押到哪里好？！
罗元发窥视到了胡宗南的“赌徒”心态，派出副军长张贤约率一个师大张旗鼓地向西北方向运动。.胡宗南得到情报，大惊失色，立即召开会议，决定将主力撤至秦岭以南地区，把留守西安的任务交给国民军第十七军及保安部队。
罗元发采取声东击西战术，达到了预期效果。西北野战军立即（5月17日晚）下达了第一军、第二军和第四军并肩西截胡宗南部队，第六军进攻延安，第三军作为预备的作战命令。西北野战军副司令员张宗逊在布置任务的作战会议上，问：“罗元发同志，把解放西安任务交给你们军，有困难吗？”
罗元发坚定地回答：“坚决完成任务。.”
“有一个问题很重要，希望你们特别注意，就是要认真执行城市政策。军队不但是个战斗队，而是个工作队。”西北野战军政治部主任甘泗淇对罗元发说：“西安是个大城市，搞好城市政策是关键；要教育部队严格执行‘约法八章’和‘城市政策十五条’做好群众工作。野司张德生副主任和范明同志对陕西地下党情况很熟悉，会后你们好好谈谈。进城以后要及时和地下党取得联系。”
会后，罗元发连夜召开师以上干部作战会议，研究作战方案。进攻西安的具体部署为军侦察科科长王正臣率十六师和十七师的侦察部队连夜出发，查明国民党军在渭河两岸的兵力和防御部署，选好渡河点；十六师、十七师于5月18日12时前做好一切战斗准备，18日下午2时出发向咸阳地区挺进；十六师攻咸阳以东的林场，十七师攻咸阳以西五陵；各部队务必于5月19日拂晓前到达指定地点。.
布置完战斗任务已是下半夜，罗元发没有睡意。说真的，罗元发的心情大好。胡宗南盘踞了十几年的西安老窝，即将要让罗元发指挥的第六军端了，能不兴奋吗？！
罗元发的兴奋没有白兴奋，他把最困难的事都想到了前头。5月19日下午，部队达到渭河北岸后，果真如罗元发夜间想到的一样，国民党军早就把渭河上面的船只和桥梁毁掉了。.因此，出发前，罗元发要求部队扎好竹排备用，正好派上了用场。
尽管渭河是西安北部的天然屏障，但第六军在罗元发指挥下，准备充分，强渡渭河一举成功。西安城完全暴露在罗元发的第六军指战员面前了。5月20日下午，十六师在师长吴宗先率领下，逼近西安西关；十七师在师长程悦光、政委黄振棠率领下，直插西安南门。第六军部队全线抵近西安城时，西安地下党的代表王超北赶到城外，与罗元发接上了头。
罗元发从王超北口中获悉，守西安的国民党军第十七军仓皇出城逃跑，军长杨德亮已逃向终南山，立即决定部队入城接管西安。.下午2时许，罗元发与先头部队一起同时入城，把第六军军部开设在原杨虎城将军的公馆止园内。西安城内的国民党军原保安部队，原先安插了许多地下党员，解放军第六军入城后，也很快控制了西安保安部队的指挥权。
5月20日晚上，彭德怀致电罗元发，祝贺第六军胜利解放西安，并命令罗元发组建西安城防司令部，任命罗元发兼任西安市警备司令。当晚，罗元发在止园召开团以上干部会议，宣布组建城防司令部，并制订了恢复城市秩序，维护社会治安等一系列措施，同时决定举行一次隆重的入城仪式，鼓舞西安军民斗志。.