4月13日夜晚，圍攻三交鎮的戰鬥打響。在圍攻三交鎮的戰鬥中，劉誌丹一直在軍部指揮所裏緊張地指揮戰鬥，由於過度疲勞，眼裏充滿了血絲，同誌們勸他休息一會兒，他怎麼也不肯，笑著說：“不知怎麼回事，我有一個老習慣，隻要槍一響，就一點也不困了。”說著，又拿起了鉛筆，一會兒在地圖上標著記號，一會兒在指揮所裏來回走動，一會兒又跑到指揮部外麵聽聽槍聲，仿佛要從槍聲中聽出戰鬥進展的情況，就這樣，他又是一夜沒有合一下眼，直到第二天拂曉。
第二天早晨——1936年4月14日，當豔麗的朝霞染紅了三交鎮周圍的山頭時，勇敢的紅軍戰士已經占領了三交鎮周圍的大部分陣地。戰鬥進行得非常順利。不料苟延殘喘的敵人，這時卻集中了兵力，拚死困守著東北麵的一座主要山頭，進行頑抗。
一直激戰到中午，那座山頭還沒有攻下。劉誌丹得知一團攻擊不太順利時，便立即和政委宋任窮商議，決定親自到北山前沿陣地去，到一團前線去和指戰員一起研究突破敵軍的方案，讓宋任窮留在軍指揮部掌握全麵情況。劉誌丹拿著望遠鏡，披著他的那件“火龍衣”，走出指揮部，向前沿陣地的山頭上走去。由於敵人集中了火力，戰鬥進行得非常激烈，子彈像蝗蟲一樣在他的身邊亂飛，在他的頭頂上“啾啾”地叫著，打得地上的黃土直冒煙。對麵山頭上有一個敵人的機槍陣地，密集的子彈正向這裏飛來，劉誌丹好像根本沒有聽見似的，邊走邊風趣地說：“等會把那挺機槍繳過來，帶給陝北遊擊隊，向陝北蘇區獻禮。”
劉誌丹一口氣爬上了山頂，來到一團的陣地。這個山頭和敵人困守的那個山頭相對著，中間隔著一條小河，這條小河和黃河的彙合處就是三交鎮。劉誌丹對戰士們說：“這次戰鬥與河東整個紅軍的安危息息相關，要號召每個共產黨員拿出最頑強的毅力，狠狠打擊敵人，爭取戰鬥的勝利。”
當日午後，劉誌丹仍然在前沿陣地觀察敵情，指揮戰士向敵人發起衝鋒。當時劉誌丹伏在一個棱坎後，用望遠鏡冷靜地觀察敵我火力配置，他發現敵晉綏軍用一挺重機槍遏製了前進的道路。劉誌丹立即吩咐作戰參謀：“讓一團長組織突擊隊，去消滅那個機槍火力點！”
一團長馬上跑去組織了突擊隊，向敵人的陣地發起衝鋒，這時劉誌丹還在那個棱坎後麵繼續觀察。看著戰士們勇猛前進的情景，他心情異常興奮。他並沒有理會眼前的槍林彈雨，而是全神貫注地關注著戰鬥的進展，追隨著戰士們衝鋒的身影，並不時從懷裏掏出那塊沒有表蓋子的老懷表看看，計算著部隊運動的時間。
這時，劉誌丹嫌棱坎前的那叢灌木礙眼，就站起來跑到附近的高坡上觀察戰場形勢。他探出上半身，終於看到突擊隊的戰士們快要衝上敵人的機槍陣地了。劉誌丹又用手指著那挺重機槍，對身邊的警衛員說：“你看，那挺機槍馬上就是我們的了，我們一定能把它繳獲下來！”