9月17日，解放军一九一师（师长谢正荣）受命夺取牛首山制高点，攻破敌军的河东第一防线。牛首山位于黄河东岸，南北走向，长约32公里，宽约11公里，主峰为小西天和太阳宫。小西天海拔1781米。小西天和太阳宫两座山峰突出，形似牛首，固而得名。山下要道曾是古丝绸之路的组成部分。晴日远眺，巍巍牛首山隔水相峙，是金积、吴忠、灵武地区的天然屏障。
17日下午，解放军一九一师五七三团在团长杨守愚、政委权仁的率领下，沿着蜿蜒的道路向牛首山方向前进，路上遇到了几个老百姓，说他们是从牛首山小西天挖工事的地方跑出来的，他们听到马家军当兵的说：“挖工事顶个屁用，解放军来了，照样跑。”那些当兵的还破坏青铜峡的公路。五七三团的指挥员判断此情报可靠，迅即由三营八连组成突击队，于17日19时，在夜幕的掩护下，轻装急进，沿着崎岖的山路，秘密靠近牛首山主峰小西天，并隐蔽在陡峭的山坡上。借着夜色，隐隐约约可以看到山岭上的庙宇；侧耳倾听，不时传来敌军修筑工事的洋镐和铁锹的撞击声和士兵发泄怨气的叫骂声：
“挖，挖，挖，从早挖到晚，也不让老子喘喘气，肚皮都快贴到后脊梁了！”
“老弟，忍耐一下吧，你没听连长说，共军很快就要经过牛首山，不挖工事，等着挨解放军的枪子呀？”
“嗯，这工事顶个屁用，解放军来了还不照样逃跑！”
“小点声，你不要命啦，别让长官听见了！”
“听见了又能怎么样？反正……”
“你他妈的，不赶紧挖工事，在那里瞎吵吵什么？再磨洋工当心老子崩了你。”
看来敌军副营长郭金奎丝毫没有戒备，他万万没有料到，解放军会连夜行动。五七三团杨守愚团长当即下达了攻击令，在山坡上等待已久的八连战士们，拔地而起，以迅雷不及掩耳之势，从小西天主峰两侧向敌人发起突然袭击。刹那间，枪声、喊杀声、爆炸声响成一片，振荡着山谷。敌人如惊弓之鸟，被突如其来的情况打懵了、惊呆了，乱作一团，阵地上一片嚎叫声。这时，敌人的机枪、步枪还不如烧火棍好使，贪生怕死的敌人有的爬出战壕，狼狈地顺着山坡向东寺（太阳宫）方向逃窜；有的晕头转向，还没有来得及反抗，就乖乖地举枪投降。解放军八连指战员就这样轻而易举地控制了小西天制高点。
枪声渐渐平息，牛首山又恢复了夜晚的寂静，战士们准备在小西天庙外露宿。这时，一直紧闭的庙门突然打开，里面走出几个和尚，热情地请部队进寺院内休息，指战员们笑着谢绝了。领头的一位老和尚双手合一，十分虔诚地说：“大军纪律严明，秋毫无犯，真是仁义之师。”接着他又指向敌军逃跑的方向愤怒地说：“马家军在寺庙周围修筑工事，实属大逆不道，我们再三乞求，希望他们换个地方，可是马匪兵不但不听，反而恐吓我们说，共产党来了以后，不但寺庙要烧掉，连你们几个秃驴的性命也保不住。今天看来，这完全是欺人之谈！”山高风大，看着衣服单薄的战士们，老和尚恳求道：“山上夜里寒冷，大军在外露宿，贫僧实为不忍，请无论如何到庙内一歇！”解放军指战员们再次婉言谢绝。
翌日傍晚，解放军五七三团又以同样的手段，击溃了驻守牛首山东寺的国民党一○六七团第三营副营长郭金奎部，从而控制了牛首山各个制高点。
但是，牛首山脚下的青铜峡公路和牛首山北麓还被敌军副团长罗兴发带领的两个连控制着。
9月19日上午，杨守愚率五七三团沿牛首山蜿蜒的山路向青铜峡进击。
青铜峡是黄河穿过牛首山形成的黄河上游最后一道峡谷。“两山相夹，水出其中。”两岸山石“土色如金”，峡谷在蓝天黄水之间互相映衬，呈现出青铜的颜色而得名。两岸悬崖峭壁如刀削斧劈，十分险峻。东汉时称上河峡，北魏时称青山峡，唐代称硖石、大石山，宋代称青铜峡，明清叫金积山、紫金山等。民国25年（1936年）8月，因军事需要，在牛首山西麓山脚下，黄河东岸——青铜峡谷，修筑宁（夏）平（凉）公路青铜峡段，长10公里，宽8米，靠黄河岸边用石块外砌护墙。当时马鸿逵调集十五路军3000名军工，从中宁、灵武、金积征集民工1200人，9月又从宁朔县招开凿石工8名和部分民工，炸山开路，填移石料约6万立方米，两个月内完工。此后中（宁）金（积）公路也从此穿过，抬头仰望，“万峰攒天天为缩”，低头下瞧“天落峡底光如烛”。真是“一夫当关，万夫莫开”的要隘。峡谷两侧山头被敌军罗兴发部控制，五七三团如果不拿下此阵地，后面的大部队根本无法通过。
19日上午，当五七三团做好了一切战斗准备，按计划急行至青铜峡口时，敌人的机枪疯狂地扫射过来，一串串子弹在前沿阵地织成一片火网，封锁着宁金公路。战至中午12点左右，敌人的枪声渐稀，他们在解放军五七三团猛烈的炮火攻击下，大部分丢弃了峡口阵地，向金积方向拼命逃跑。至此，国民党宁夏兵团司令马敦静部署的河东第一防线被我军突破。
解放军六十四军左翼一九一师为了不失战机，跟踪追击逃敌，大部队迅速通过了青铜峡天险后，五七三团在左，五七二团在右，并肩向金积方向追击敌军，师部紧随其后。
