10月2日夜，大雨滂沱，天黑如漆。担任奇袭任务的第七十三团、第七十五团分两路向玉皇营侧后迂回。只待其进至指定位置，突袭即可发起。10月3日拂晓，突袭发起。未等敌人从蒙头转向中清醒过来时，第九军第七十三团的攻击部队就冒着倾盆大雨，英勇冲人敌阵地，与敌人展开了肉搏战，连破敌人7道工事，打得敌人溃不成军，随即占领了玉皇营，立即向通天场猛插。南岳山、大庙场之敌已成孤立状态。我军一鼓作气向南岳山发起攻击，敌人在我第七十三团、第七十五团和第二六三团的三面夹击下，无法招架，互相践踏，陷入一片混乱，东奔西突，到处乱窜。就这样，该线守敌及来援的第三混成旅和第五混成旅一部，在红军猛烈打击下，2000余人迅速被歼，残部逃向嘉陵江西岸，当晚，红军就解放了营山城。
10月5日，第九军以及地方武装分路向蓬安县开进，第七十三师一部经营山的丰豆直趋周口、清溪。10月6日，红军迅速占领了蓬安县城对岸的重镇周口。此后连续几天，红军又相继占领了嘉陵江以东的鲜店、平头、石门、金溪、西洋、大泥、荼亭、诸家、骑龙、方广、黄坪、金城、金甲、清溪、西孔、柏杨、三元等广大地区。这些地区的地主组织及各类反动武装，在红军强有力的打击和政治攻势之下，纷纷瓦解，有的投城，有的逃窜。
敌第二十军军长杨森这次真正领教了红军的厉害。尤其是领教了红军总指挥徐向前，把握战机，兵贵神速，各个击破的战术的厉害。10月6日，极度恐慌的杨森退到南充。立即电召各混成旅旅长杨汉忠、李君实、杨汉域、高德周、夏炯、罗润德以及精练司令向适瑞火速到南充商讨下一步作战计划。杨森打算放弃渠县、广安、岳池，退守南充、蓬安。此时的刘湘则认为，如果杨森全部退守嘉陵江西岸，那么自己的防区将直接受到红军的威胁。鉴于此，莫不如争取主动，以部分兵力增援杨森，借用杨森残部势力保护自己。于是，刘湘答应杨森求援的要求，急调其王陵基第三师的两个旅，占领渠县东北的三汇镇，范绍增的第四师占领大竹，另以一部兵力由制川赴至广安、武胜，准备配合杨森部在营山地区组织抗击红军的进攻，以求阻止红军向南发展之势。但灵活的红军却已集结主力向东发展，敌人阻击红军向南发展的作战计划也就随之落空了。
营渠战役势如破竹，历时10余天，红军将士攻坚越险，突破敌纵深梯次配备的坚固防御体系。整个战役共计歼灭杨森的第一混成旅大部，第二、第三、第五混成旅各一部，毙敌第十四团团长陈栋梁以下千余人，俘敌第二团团长雍寿康以下2000余人，缴获长短枪2500余支，解放了营山县城及营山、渠县大部及蓬安县嘉陵江以东的广大地区，根据地向南扩展了百余里，解放了90多万群众，壮大了发展红军的群众基础，也建立了苏维埃政权和地方武装。
红四方面军利用各路军阀各怀盘算，心存自保，互不支援的有利战机，一鼓作气，连续发起了两个战役并大获全胜，不仅给敌人以极大的震撼，使其各自更不敢轻易出兵，相互支援；而且使整个川东战场上敌人的布势也更加分散了。所以，总指挥徐向前认为，一定要抓住这一难得的有利战机，乘胜再战，速乘其利，扩大战果，尽可能大量地消灭敌人在川东的有生力量，迅速发展根据地，壮大革命力量。于是，方面军决定发起宣达战役。对据守在宣汉、达县、万源、城口地区之敌的刘存厚第二十三军实施攻击。
刘存厚是一个老朽昏庸的大军阀。我军入川后，几次写信给他，让他严守中立，不得介入争战，他非但不听劝阻，反而还趁我军收紧阵地的困难时期派兵抢占竹峪关，配合田颂尧“围剿”红军，企图在红军危机的时候再增加一些危机，置红军于死地。对于这样一个反动顽固的军阀，方面军决定给予严惩。
发起宣汉战役的决心定下以后，方面军总部在得胜山召开了作战会议，研究了宣达战役的作战方针和部署。首先分析了宣汉地区的敌情：刘存厚的第二十三军辖有第一师、第二师、独立旅和第三路，连同特种兵在内共约15个团，近两万人。其兵力部署是：在东北起万源、西南经黄中堡、草坝场、喻家坪、镇龙关、土地堡、丘家堡、澌滩河，南至达县以西的桥湾河一线配置，将其主力13个团分兵防守在长达300余里的防线上，目的是要阻击红军的进攻，但这种没有重点的、兵力极为分散的防御，不仅防御本身没有纵深、没有弹性，而且后方也极为空虚，只有一个旅的二线部队，这更有利于我集中兵力，分割围歼守敌。
总指挥徐向前决心根据敌人单线配置，分散防守的兵力布势情况，采取集中兵力，实施中央突破，直插敌人后方，并从两翼实施辅助攻击，钳制敌横向收缩，形成分割围歼的态势，彻底瘫痪敌防御体系，消灭敌有生力量。
为了确有把握实现战役决心，总指挥徐向前还要求部队要保持战役发起的突然性，采取隐蔽企图、迷惑敌人，“声于西而击于东”的谋略加以配合。首先以分布于营山、仪陇、蓬安地区的第九军4个团，苍溪、阆中、南部地区的第三十军一部，广元、昭化地区的第三十一军一部为佯动部队。先沿嘉陵江岸边浩浩荡荡地开进，造成方面军要向西进攻的假象，而方面军的主力10余个团早已乘机秘密地集结于东线了。具体部署是：以第三十军的4个团为第一梯队，以第九军第二十五师为第二梯队，组成中路突击集群，由刘坪向敌防御中央地段土地堡等阵地实施主攻，从中间突破敌防御，并直接向纵深发展进攻；以第四军第十师两个团另一个营和第十二师一个团组成左路突击集群，由洪口场向镇龙关等地发起攻击，以积极的作战行动牵制该地段之敌，掩护主攻集群行动：以第四军第十一师两个团为右路，由江口地域相机东进，以积极的行动配合中央集群行动。总指挥徐向前要求：方面军各个部队一定要做到行动迅速秘密，力求采取奇袭手段发起攻击，给敌以突然性打击，迅速突破敌防线，攻占要点，然后以积极而勇猛的战斗行动，坚决果敢地穿插迂回，穷追狠打，不给敌以半点喘息的机会，一鼓作气，歼敌制胜。总指挥徐向前的要求，反映了他所确定的作战决心的精神实质，也表达了所用军事谋略的核心思想，提出了要达成作战目的的基本方法。根据徐向前的部署，各部队开始了秘密的作战准备。
10月16日夜，中路突击集群部队和左路突击集群部队开始秘密地向预定作战地域开进。17日拂晓，中路突击集群的第一梯队的第三十军第二六八团，隐蔽地通过了陡峭的小路，攀越了五丈多高的绝壁，在敌人还毫无察觉的时候，一举袭击了土地堡附近的一个要隘烟灯寨，迅速歼敌一个营，在敌人的防线上打开了缺口。后续部队迅速沿突破口继续前进，顺利地攻下了土地堡、凤凰观，全歼守敌第六团。未待敌人作出反应，紧接着第九军投入战斗，当日下午就攻占了丘家堡、马渡关，击溃了守敌第五团。由此敌中段的防线即被彻底突破，残敌纷纷向南溃逃。至此，中央突击集群并未休整，而是积极贯彻总指挥徐向前穷追猛打，不给敌以半点喘息的机会，一鼓作气的要求，抓紧一切时间迅速向敌防御纵深发展进攻，18日占领隘口后，第九军、第三十军迅即向宣汉、达县直扑猛进。19日，第九军就迅速攻占了宣汉城北的要点板凳垭和尖子山，城内守敌没有想到第一道防御的外壳这么快就崩溃了，可见红军的攻势猛不可挡。于是，城内的守敌不战自溃，弃城而逃，宣汉城即告解放。就在同日，向达县猛进的第三十军占领了达县城东北三十里之遥的罗江口，并马不停蹄地继续前进，向达县城北要点凤凰山守敌发起了猛攻，但因此要点山势险峻，工事坚固，一时难以攻下。此时，第三十军政委李先念立即率领一部兵力于20日夜沿宣（汉）达（县）大路直攻县城。当先头部队进至城东吴家桥时，与敌人的警戒部队一个连遭遇，双方刚一接触，该连即仓皇向城内逃窜，追击部队顺势跟踪攻入城内，乘敌惊慌失措之际，迅速将城内守敌一个团大部歼灭，残敌遗逃了。达县县城宣告解放。而凤凰山守敌见县城已失，没有了支撑后盾，觉得顽固坚守也是孤军作战，极度恐慌，无心再战。第三十军部队乘机攻占了该要点，俘敌团长以下500余人，残敌突围西窜。但是这股逃敌刚摆脱了第三十军的攻击，在达县以西地区又遇到了红四方面军右路突击集群第四军的两个团，这样，在第三十军追击部队和第四军侧击部队的配合下，将凤凰山要点的溃逃之敌全部歼灭。