1月1日4時半，毛偉人登上洛河以西的平台山，來到設在一株杜梨樹下的指揮所，召開部分幹部會議，進行戰前動員，反複強調打好這一仗的重大意義。
會後，毛偉人給警衛員：“現在休息休息，槍聲響得激烈時不要叫我，到打冷槍的時候再叫我。”
淩晨7時左右，一縱隊二大隊在二道川塔兒灣先對敵三十五師騎兵團起攻擊，敵軍大亂，敵團長馬培清隨即把兵力撤到二道川與頭道川的山梁上，窺視方向，準備逃跑。
當馬培清逃竄未及1華裏時，又遭到紅軍一縱主力的伏擊，敵人負責警戒的那個連頓時瓦解，這時戰鬥全麵打響，紅軍左右兩翼配合作戰，截住白鳳翔第六師的一個騎兵團，將其全部繳械，其餘被我擊潰。
白鳳翔率殘部調頭逃命，紅軍追擊5餘裏。
敵馬培清的騎兵團亦被紅軍在山梁上打得七零八落，即率殘部向元城子方向逃竄，逃到齊橋，又遭埋伏在三道川的一縱二大隊的伏擊，經過激戰殲敵5餘人，繳獲戰馬餘匹。
從7時整個戰鬥打響，到9時多結束，全殲敵三師的兩個騎兵團，敵六師的一個騎兵團，擊潰敵六師的兩個騎兵團和敵三十五師馬培清騎兵團。
此役，紅軍總計打死打傷敵人6餘人，俘虜1餘人，繳獲戰馬16餘匹，另外還有迫擊炮、重機槍數十門。
毛偉人醒來後，在視察陣地時風趣地：“步兵追騎兵，這是個創舉啊！”
至此，中央紅軍切斷了長征中一直甩不掉的“尾巴”，結束了長征中的最後一仗，實現了戰略大轉移。
吳起鎮一役，共犧牲紅軍戰士餘人，這些戰士，一部分掩埋在平台山上，一部分掩埋在楊城子，一部分掩埋在劉坪。
戰後，毛偉人為讚揚彭德懷傑出的軍事指揮才能，表彰他對敵作戰英勇無畏的精神，特致電贈詩一：
山高路遠坑深，大軍縱橫馳奔。
誰敢橫槍立馬，唯我彭大將軍！
吳起鎮這一仗，毛偉人率領中央紅軍不僅打了個大勝仗，而且還使部隊得到了有效的物資補給。
紅軍不僅繳獲了敵人大量的先進武器彈藥，而且有吃，有穿，有醫藥。
這正是遊擊隊之歌中唱的“沒有吃，沒有穿，敵人給我們送上山，沒有槍，沒有炮，敵人給我們造。”
中央紅軍從於都出，一路上經曆了太多太多的挫折，而自從中央紅軍到達陝北，使得中國革命邁入了新篇章。
吳起鎮戰役，徹底擊退了敵人的追兵，標誌著中央紅軍長征的勝利結束！
吳起鎮是中國革命偉大的新起點！
中央紅軍進入吳起鎮後，嚴格執行三大紀律八項注意。
紅軍戰士們，不顧疲勞和饑寒，幫助群眾打掃院落，挑水劈柴，不拿群眾一針一線，凡損壞的東西，照價賠償。
宿營在頭道川的張永強連隊，，做飯燒壞群眾的一口缸，及時賠償了兩塊銀元；住在吳起鎮的紅軍，打破了群眾的一個瓷盆，硬是賠償了五角錢；紅軍受驚的馬，踏壞了百姓的豬食槽，也賠償了一元錢。
中央紅軍，從1月18日進駐吳起鎮，到1月日離開，共1的時間內，完成了一係列的重大活動和休整任務。
日上午，在吳起人民的熱烈歡送下，中央紅軍分別取道洛河川、寧塞川，向陝甘邊蘇區政府所在地下寺灣前進。
至此，吳起鎮作為震驚中外的中央紅軍二萬五千裏長征的結束地，被光榮地記入中國革命的鬥爭史冊，具有極其光榮的政治地位。