2月中旬，红一方面军从扎西回师黔北，既出乎蒋介石的预料，又击中了蒋介石的要害。当时，蒋介石认为，中央红军是在北渡西行均遭阻截后被迫重返黔北的。黔北穷困，难以久留，红军战略意图仍是东出湖南，与贺龙、肖克部汇合。因此，忙令王家烈亲率所部在綦江、桐梓一线堵截。王家烈接令后即派蒋在珍部到桐梓以北的酒店垭、九盘子一线阻截；命令杜肇华由遵义向桐梓、新站推进派3个团布防在遵义、板桥镇之间；以警卫团和独立营驻守遵义大营，令湄潭、金沙等县黔军向遵义收缩。由于黔军力量弱，蒋介石令薛岳派吴奇伟率韩汉英五十九师和唐云山九十三师由贵阳、清镇地域开往遵义，增援王家烈；同时，令周浑元部向遵义靠拢；命集结在川黔边的上官云相部驰援桐梓；刘湘督促郭勋祺部对红军实行尾追进击，以迟滞红军的行动；严令何键注意黔东防务，王东元、李云杰、陈光中各部在限期内赶赴乌江东岸防堵，以阻红军东移入湘。
中央红军二渡赤水后，向桐梓、遵义一线急速挺进。遵、桐战役的进行，是根据当时敌情的实际变化，逐步实现的。
2月20日，红军二渡赤水后，军委曾有“会攻”桐梓的作战计划。当时，军委命令红军主力一、三两个军团，分左、右两路向桐梓西北、西南地域夹击，五、九军团担任后卫掩护。军委的意图是歼灭或击溃驻守桐梓的黔军。但这时军委获悉桐梓仅有敌军一个营，且于当日上午向四川方向撤走。军委认为，不管情况是否属实，仍须进一步侦察，不打无把握之仗，仍令一、三军团按原订作战计划向桐梓急进。军委21日电令指出：“判断川敌将有4个旅渡赤水河跟追我军可能。黔敌分布在赤水、狷猴者，正联合川军动作；其另一部则正由遵义开桐梓，可能与我军遭遇。薛敌总的部署未定。滇敌主力距我军较远，安旅有向我逼近讯。”因此，“现我野战军任务主要是迅速脱离川敌，进攻桐梓，遭遇黔敌，对追我之敌则侦察戒备并掩护，在有利条件下则准备回击，消灭其一部。因此，为争取先机，我一、三军团应日行35公里左右，用4天行程逼近桐梓，期于25日会攻桐梓，并准备沿途遭遇黔敌。”
遵照命令，一、三两个军团22、23两日，日夜兼程前进。在蒋介石、王家烈兵力尚未部署就绪时，红一团神速地于24日22时出敌不备地袭占桐梓。桐梓守敌两个连一经与红军接触，即被消灭。这样，“会攻桐梓”消灭黔军主力的原订计划未能实现。但是，毛泽东和军委对“会攻桐梓”可能出现的变化已有准备。24日军委发给各军团电令中指出：“如桐梓无敌，应乘虚占领娄山关”，切断遵、桐交通线，以便红军作战和转移。但在这时，一军团军团长林彪却提出了缓攻娄山关的建议。毛泽东和军委立即否定了林彪错误意见。当时的《敌情通报》中指出，蒋军向遵义增援的命令刚下，贵阳离遵义160公里，一夜之间无法赶到；红军主力已集中，而桐梓至娄山关仅一二十里，完全能占领娄山关并先敌赶到遵义。
为红军作战和转移创造条件，必须切断敌军遵、桐线。军委25日23时下达了消灭娄山关黔敌夺取遵义城的命令。娄山关是遵义城的北大门，川黔公路的咽喉，有“一夫当关，万夫莫开”之险。要想拿下遵义城，首先必须占领娄山关，打开遵义的北大门。军委在命令中指出，敌情如你们所知，估计守娄山关、黑神届的柏、杜两部可能为黔军第一、四、五、八、十五、十六共6个团或仅一部共3个团，有凭娄山关相机出击阻我南下掩护遵义以待薛敌来援的企图。因此，我野战军应以一部阻滞四川敌军主力，坚决消灭娄山关黔敌，乘胜夺取遵义城以打开战局。我五、九军团主力26日均抵官店，两个后卫团分在温水与新罗坎两处阻滞川敌，并令其在29日前不使其逼近桐梓。一、三军团统归彭杨指挥，26日迂回攻击娄山关、黑神庙之敌，并乘胜直取遵义，以开赤化黔北的关键。
周恩来、毛泽东和朱德等，把攻占娄山关视为以开赤化黔北的关键的一仗。为此，他们把参战的一、三军团和干部团交给了作战经验丰富、善于打硬仗、打攻坚战的彭德怀、杨尚昆指挥。这说明，党中央和军委对彭、杨的极大信任。彭、杨接受任务后，命令红十三团主攻娄山关，另两个团向娄山关左、右夹击，派一部主力迂回敌后板桥镇，抄敌后路，其余部队跟随着前锋向娄山关进发。
红十三团是中央苏区反“围剿”战争中有名的英雄部队。红十三团奉命于25日11时出发，13时在桐 梓以南娄山关北红花园与正向北推进的黔军第六团遭遇，当即将其击溃。黔军由南溪口退居娄山关，负隅顽抗，娄山关战斗随之打响。
王家烈第六团是黔军主力部队。在旅长杜肇华带领下，退守娄山关后即占据了入关隘口的两翼高地，第一营扼守右翼，一个连扼守左翼，以阻止红十三团的正面进攻，并掩护其他两个营在关上修筑工事。杜旅旅部退守关南黑神庙。为防备红军由右翼小箐经牛王屯抄袭板桥镇，前后夹击娄山关，旅长柏辉章令宋华暂率第十四团向关上右翼高地及牛王屯、小箐等地增援；令第十五团驻守板桥一线，策应关上，以防红军抄袭后路；令第六团守卫娄山关3日，以掩护吴奇伟部过乌江。
25日夜，红军各参战部队都先后完成了作战准备，在主力进抵娄山关后，采取了正面进攻与两翼包抄迂回的战术进攻娄山关。彭、杨的攻关部署是：彭雪枫率领红十三团担任主攻；张宗逊、黄克诚率红十团从娄山关右翼由小箐迂回包围板桥之敌；张爱萍率红十一团远出娄山关从小水田经混子场直插敌后，切断板桥和遵义的联系，断敌后路，围歼娄山关之敌。此外，还布置了红十二团等部队为第二梯队。26日拂晓，红十三团在彭雪枫率领下，猛攻娄山关之主要制高点——点灯山。敌军利用居高临下的有利地形，据险顽抗。红军利用黑夜和云雾漫天的幕纱作掩护，以猛烈的攻势，冲入敌阵，打垮守敌，攻占了可控制娄山关口的制高点。同时，红一团也强占了娄山关东侧的石炭关。敌军为了夺回点灯山和大、小尖山等制高点，上午10时，黔军用两个团的兵力，先后组织了三次反扑，均被红军打退。接着，红军组织火力掩护，又连续攻占了十几人山头，将敌防线全部击破。红军第二梯队上关后，彭德怀立即命令红十二团接替红十三团阵地，红十三团和其他部队乘胜向南追击溃逃之敌。这时，红军的迂回部队，也先后拿下了黑神庙、板桥等地。红军经过一天一夜的激战，一举攻克了娄山关，打乱了黔军的指挥系统，黔军陷入了一片混乱之中，纷纷夺路逃窜。红军完全控制了娄山关至板桥一线，敲开了遵义城的北大门。
中央红军在毛泽东军事路线指导下，在毛泽东和军委的英明领导下，在彭、杨的正确指挥下，占桐梓、夺娄山，歼灭和击溃黔军几个团。但是，这只是毛泽东和军委关于这次战役的整个战略意图的第一步。娄山关战斗，实现了毛泽东“慎重初战”、“初战必胜”战略战术思想。娄山关战斗的胜利，叩开了遵义城的北大门，使遵义城已无险可言。从而，造成了坐守遵义指挥的黔军统帅王家烈的极度恐慌。他25日向薛岳要求增援的电报中称：“红军午前9时与我进驻桐梓城之杜旅第六团接触，在红花园、娄山关附近，双方激战之烈，已令二、五团驰往增援。惟我蒋旅既被遮断松坎附近，何副总指挥及魏副师长各部，亦被隔断于土城一带。我第五、第八各团，分任清剿鸭溪、湄潭溃退土匪之责。遵城只驻第一团全部，担任卫戌。除严令杜旅务须维持原阵线外，并飞调五、八两个团到遵，即行反攻。但以距离计算需于27日，方可集中完毕。应请总指挥薛飞令各师，兼程到遵增援，以收歼敌之效。”26日电报中又说：“红军昨跟踪追于本日午前7时，在遵城北端20里之董公寺附近。现令第一团、第八团严阵，矢力抵抗。本军兵力既未集中，遂被各个击破，伤亡甚重。十五团犹未收容完毕，仅以十七连之众，与红军主力队接触，攻守均为牵制。请转恳薛总指挥速令各师，速来前进增援。
娄山关战斗的胜利，是红一方面军第五次反“围剿”以来打的第一个干净利落的大胜仗，红军将士士气高昂，这就为遵义大捷奠定了思想政治基础。这时，毛泽东在高兴之余赋词一首，讴歌红军将士英勇战斗的情景，唱出了英雄们为革命而奋斗的心声：
“西风烈，长空雁叫霜晨月。霜晨月，马蹄声碎，喇叭声咽。雄关漫道真如铁，而今迈步从头越。从头越，苍山如海，残阳如血。”
正当红军兴高采烈地乘胜追击溃敌，王家烈却在悲伤地向上报告：“我杜旅在红花园、黑神庙、小箐、观音阁一带与敌三师约万人……激战，现敌先头已至板桥南端之观音阁，有扑遵之势。遵城兵单力薄，守亦不易……”
彭德怀、杨尚昆遵照毛泽东和军委“务期于27日歼敌，勿视良机稍纵”，“准备打击援遵的薛岳之韩、唐”的命令，日夜兼程追击溃逃的黔敌。27日在遵城北面的董公寺附近与黔敌第一、第八团接触，经2个小时战斗，将敌击溃。7时，红一军团占领遵义新城，残敌龟缩老城，企图固守待援。红三军团所属部队则分兵两路向遵义城东、西两侧包抄，逼近老城。这时，红三军团参谋长邓萍在侦察遵义老城敌情时，不幸被流弹打中，为革命献出了宝贵的生命。这更激发了红军将士对同志的爱，对敌人的恨。他们忘掉一切疲劳和饥饿，坚决执行军委关于迅速驱逐老城残敌，向南集结，准备打击来援遵之中央军的命令。红军全军将士，化悲痛为力量，更加勇猛杀敌。他们于28日凌晨，在插旗山、红化岗等地攻入老城，黔敌残部向贵阳方向溃逃。红一军团首长林彪、聂荣臻28日7时向军委报告：“遵义新老城于本28日晨完全占领。缴获正在清理中。”
红一方面军二占遵义城，是周恩来、毛泽东和军委战略意图的第二步。第三步是消灭前来增援的从江西尾追来的中央军主力吴奇伟纵队两个师。这一战斗如果取胜，就可夺得战略主动权，打开创建川滇黔边根据地的新局面。因此，消灭运动中的韩、唐两个师，是关键的一仗。毛泽东在运动中歼敌的运动战战术的战机已经到来。运动战是红军的特长。周恩来、毛泽东和朱德紧紧抓住了这个“稍纵即逝”的战机，命令部队一定打好这一仗。
2月28日上午，增援王家烈的中央军韩、唐两个师到达遵城南边的老鸦山南侧，即同先机占领有利地形插旗山、老鸦山、红花岗等山头的红军展开了激战。扼守红花岗的红一军团主力，经5小时的战斗，把傲慢的敌人反击下去，向敌后运动，抄敌后路，前后夹击歼敌。扼守老鸦山、插旗山一线的红三军团主力，压力更重，一直打到下午5时，仍然处于反复争夺有利阵地的状态中，其中红十团守卫的阵地，曾被敌人攻占一半。在危急时刻，干部团将士及时赶到，经过勇猛冲杀，才把攻入红军阵地的敌人消灭，夺回已失阵地。其时，迂回到敌军后侧的红一军团将士，突然向敌临时指挥所所在地忠庄铺发起攻击，顿时敌军指挥系统大乱，迫使敌军慌乱退却。红军不容敌军轻易逃掉。红军在白军一片混乱争相逃窜中，乘机猛追狠打。一时间，从遵义通往贵阳的大道上，号声四起，杀声震天。白军拚命逃跑，红军奋力追击。红军战士高喊：“追呀，把白军赶到乌江里，让他们喝水去！”战争实践证明，号称追击红军的“常胜军”，也不过是一只纸老虎，经不住红军的铁锤猛击。中央军逃跑时，先是五十九师，后是九十三师，就像散了群的鸭子，四散奔逃，彻底地溃败了。敌指挥官吴奇伟也险些被红军活捉。敌九十三师逃到乌江南岸的总兵力数不足2000人。吴奇伟所率的韩、唐两个师，除其中唐师陈金诚一个团担任“预备队”，在阵地后面回头逃的比别的早，尚保持原建制外，其余各部均已溃不成军，长期不能恢复战斗力。据蒋介石派驻重庆的参谋团报告中记载：“韩、唐两师皆失利，损失甚重。”
红一方面军在以毛泽东为核心的党中央英明领导下，在红军各级指挥员的正确指挥下，克服了一切困难，战胜疲劳，进行连续作战。在连续5天时间内，袭桐梓、克娄山、占遵义、打援敌、势如破竹，锐不可挡，连战皆捷。先击溃和消灭了黔军8个团，后痛歼了蒋介石嫡系部队两个师，痛快淋漓地胜利结束了遵义战役。
遵义各族人民热烈欢庆遵义战役的辉煌胜利。遵义城头和红军驻地，到处张贴胜利捷报。红军总政治部主编的《红星报》报道：“一片庆祝胜利声——举行遵义城群众祝捷大会。地点——第三中学”。《红星报》中说：遵义城的广大劳苦群众，听到红军击溃了王家烈、吴奇伟的消息，全城欢腾，更加兴奋起来，为着自己的解放而奋斗。县革命委员会已定于5日下午3时在第三中学举行盛大群众大会，庆祝胜利和追悼为革命而牺牲的死难烈士，各地也纷纷召开祝捷大会。中国工农红军的进军号声响彻黔北高原，影响普及川滇黔边各个山乡村寨沟坝。
当人民和红军欢庆胜利之际，蒋介石却在顿首哭泣。史料记载，当蒋介石得知遵义战役被红军痛歼了他的嫡系两个师后，痛哭流涕地说，真是“奇耻大辱”！
遵义战役的胜利，使全党全军从实践中认识了毛泽东及其路线和战略战术，不但能够领导中国共产党和统帅红军，粉碎国民党军队“围剿”，而且定会夺得中国革命的彻底胜利。因而，毛泽东在全党全军中的威望空前提高。拥护他的同志佩服他的领导能力，更加支持他的正确领导；反对过他的同志也逐渐改变了态度，接受他的正确领导，贯彻他的正确路线。因而，毛泽东在党中央的领导地位得到了进一步确立，以毛泽东为核心的党中央的团结进一步加强。
这是中央红军第五次反“围剿”以来，打的第一个大胜仗。从此，争得了战略主动权，摆脱了过去敌人打红军，而红军只是被动地应战的单纯防御局面。从这以后，是红军调动白军，在有利条件下的运动战中将其消灭。红军处于战略主动地位，白军处于战略被动地位。创造了军事史上以少胜多、以弱胜强的又一个典范。这是在毛泽东决战防御路线指导下，集中优势兵力，在运动中消灭敌人的运动的胜利。纵观当时的形势，从兵力和装备上看，红军仅有3万余人，武器装备差，后勤供给缺乏，只有在打胜仗中从敌人手中获得；敌军有40万重兵，近半数装备精良，而且后勤供应很强。其次，从部队士气上分析，红军由于敌人的“围剿”经过长期战斗还未能打破而士气不高；白军因为红军战斗失败而被迫长征并一味迫战，助长了士气。在红军处于劣势，敌军处于优势的状况下，毛泽东改变了过去那种单纯防御的“走”就逃跑，“打”就拚命的错误战略战术，而是把“走”和“打”巧妙地有机结合起来，一切的“走”都是为了“打”，“打”是为了消灭敌人，保存和发展自己的目的的运动战战略战术，从而，才取得了遵义战役以少胜多、以弱胜强的胜利，为红军在敌强我弱的形势下取胜树立了榜样。
这是毛泽东灵活机动战略战术思想的胜利。从以毛泽东为核心的党中央和军委，在云南扎西地域大河滩实行战略转移，并决定在黔北消灭敌军中最弱的黔军为主要作战目标，到二渡赤水后组织会攻桐梓，夺娄山，攻遵义，打吴奇伟纵队这一过程看，充分体现了毛泽东决战防御指导下的灵活机动的战略战术思想：避实就虚、先打弱敌、慎重初战、初战必胜、出敌不意、集中优势兵力，在运动中歼灭敌人的运动战、速决战、歼灭战。在作战中毛泽东常说：你打你的，我打我的，打得赢就打，打不赢就走；我打你时一定吃掉你，你打我时叫你打不着；敌进我退，敌住我扰，敌疲我打，敌退我追。遵义战役就是运用这些战略战术取胜的。
中共中央3月8日《告全党同志书》中指出：最近我们在遵义附近的战役中，消灭并击溃了王家烈、吴奇伟11个团之众。这是反五次“围剿”以来第一个伟大胜利。这一胜利是党反对了军事的单纯防御路线之后，证明了党中央政治局扩大会议的正确，粉碎了一切动摇悲观、过分估计敌人力量不相信自己的力量等机会主义观点，发扬了红军指战员的高度积极性。遵义战役的胜利就是党的路线的胜利。实际上，遵义战役的胜利，既是毛泽东的马列主义决战防御军事路线的胜利，也是以王明为代表的单纯防御路线的破产。
