涝河桥是吴忠的重要门户，地理位置十分重要，自古为兵家必争之地。一边是敌一二八军的驻地，另一边是国民党宁夏统治者的老巢银川，涝河桥可否保住，无论是对风雨飘摇的一二八军，还是对惶惶不可终日的国民党宁夏兵团，都至关重要。
涝河桥位于吴忠堡（今吴忠市）东南4公里处的清水沟上，是一座框架结构的木制桥。它东靠山水沟，西依杨马湖，是吴忠堡通往盐池、豫旺、庆阳、环县等地的交通要道，也是人民解放军北上解放灵武、银川的必经之路。攻占此桥可使吴忠无险可守。国民党守军为了死守涝河桥，不仅掘渠放水，还把清水沟下游给堵塞了，致使沟水倒流、猛涨。在涝河桥附近清水沟的水达到了3米深、8米宽，加上从金积方向72连湖流来的水，使涝河桥周围变成了一片汪洋。
在解放军到来之前，马得贵命令国民兵拆掉了涝河桥上的木板和紧靠涝河桥的木制渡槽。同时敌军加强了防御工事，他们在涝河桥西北约300米处，早就构筑了以高碉堡群为核心的碉堡群防御网。高碉堡为砖石结构、高9米，分上、中、下3层，周围筑有两道土围墙。内墙高约7米，墙上留着枪眼。南、北各有一个大门，大门用铁皮包镶着。外墙高约3米，南出入口面对涝河桥，两侧紧靠围墙分别筑有土木结构的地堡。敌人为了“安全”，沿着外围墙挖了一条25米宽、3米深的壕沟，里面注满泥水。该据点的敌军约有一个连的兵力。他们以两排的兵力并配备了两挺重机枪防守高碉堡，用一个排的兵力分别防守两个地堡和其他堡寨。卢忠良梦想凭借清水沟这一屏障和碉堡群，作最后挣扎，死守涝河桥，欲保吴忠堡，增加与解放军谈判的砝码。
9月20日晚，当人民解放军五七五团扫清清水沟南岸敌军诸据点时，一九二师主力也逼近了吴忠堡。敌军保三师第九团团长刘瑞祥自知该部士兵是近期征集的新兵，没有经过军事训练，加之缺乏武器装备，一旦开火根本没有抵抗力。他也听说金积守军马宝琳已停止抵抗，打起来肯定是要输的。他希望能与解放军取得联系，和解最好，想到此，他立即派师部联络参谋张永和协同副团长罗俊忠带着他的亲笔信前往联络。其信的大意为：“现在一二八军军部正与贵军商谈投诚事宜，希望在这期间贵军勿进攻我军阵地，以免双方在冲突中互有损伤，希望以大局为重。”当张永和等人返回后，向他报告说，解放军指挥员的口头答复是：“敢于抵抗者，即坚决消灭之。”听到此话，他的心仿佛十五个吊桶打水——七上八下，立即让师参谋张永和返回师部当面向师长周福才报告。周福才听后气急败坏，马上用电话向刘瑞祥下达了命令：“军部指示，如守军阵地遭到攻击，即进行抵抗，以阻击其前进。”说完，周福才又派了一个副营长陈少堂前往涝河桥前线指挥战斗，时已天近昏暗。
当夜秋风瑟瑟，远处偶尔传来几声水鸟的叫声，涝河桥四周死一般寂静，解放军指战员们忍受着几昼夜连续作战的疲劳与饥饿，坚守在阵地上。五七五团指挥员足智多谋，一面与敌军代表张永和谈判，命令侦察参谋刘斌带两名侦察员立即探明水情及架桥位置；一面令该团一营积极进行战斗准备，一旦谈判破裂，就实施强攻。一营首长经过协商，决定成立3个梯队，如果开战，就实施连续突破的作战方针。他们对兵力作了具体部署：三连为第一梯队，先在敌人拆毁的涝河桥原址上架设便桥，然后再攻歼碉堡群内的守敌；一连、二连分别为第二、第三梯队，随时准备接替三连的战斗；机枪连及团部支援的两门九二步兵炮，在涝河桥东南侧民房附近占领发射阵地，用重火力增援正面攻击。
解放军五七五团一营三连接到任务，喜忧参半。喜的是领到了最艰巨的任务，感到十分荣幸；忧的是连日来战士们日夜行军打仗，疲劳过度，担心不能很好的完成任务。经过商议，他们连首先召开了党支部扩大会议，分析地形、地貌和水情，统一了思想认识，根据侦察到的情报，部署并认真研究了战斗方案。散会后，连首长利用漆黑的夜色作掩护，悄悄摸到涝河桥南岸的清水沟旁，仔细察看了地形，听了听敌军的动静。从实地察看的情况得知，清水沟水深且流速缓慢，不能直接架通便桥。鉴于这种新情况，三连指挥员总结以往的战斗经验，决定在火力的掩护下，利用涝河桥残存的桥桩，架设便桥，随后采取火力猛攻，近距离爆破、突击相配合的作战手段，攻歼涝河桥西北碉堡群的守敌。在战场上，细致周密的谋略必须付诸具体的战斗过程中才能获胜。我军三连指挥员明确了作战思路后，当即命令：战斗力最强的二排负责架桥；一排配属九班由副连长率领，组成突击队，待二排架通桥后，攻歼碉堡群的敌军；三排的两个班为预备队，随时准备接替一排、二排的战斗。
解放军攻打涝河桥碉堡群的三连指战员，分领了任务后，忘记了疲劳与饥饿，各个摩拳擦掌。为了确保战斗胜利，他们连又进行了深入的战前政治动员，揭露马鸿逵的罪恶：马鸿逵统治宁夏，苛捐杂税多如牛毛，贪官污吏到处横行。他在17年中征了16次兵，每次抓兵都是棒打绳捆，有时老百姓全家跪地求饶也无济于事，有的青年男子不愿为马家父子卖命，就忍痛用石灰蚀瞎自己的眼睛；有的壮丁用菜刀剁掉自己右手的食指……听到此情，全体指战员义愤填膺。各班、各排纷纷下决心，许多战士都在争取火线立功，为早日解放宁夏作贡献。随后，各排进一步研究了完成任务的具体措施。当夜，战士们分头发动周围的老百姓支援战斗。老百姓看到解放军战士纪律严明，不抢不杀，有的人把家里的门板卸下来，有的人把家里的木梯子或木柜子抬出来支援解放军，战士们按规定给老百姓付了钱打了欠条。三连战士利用门板、木柜子、木梯子制成双套架桥“器材”，各班捆绑了炸药包，规定了联络信号。在21日凌晨2点做好了攻打涝河桥碉堡群的一切战斗准备。
凌晨4时许，涝河桥前沿阵地上响起了一阵阵枪炮声，这是攻击的开始，我军按预订作战方案，大炮都张着口，机枪连的所有机枪都睁大了眼，吐着一条条火舌，涝河桥前沿阵地上顿时沸腾起来，一发发炮弹、一颗颗子弹流星一般掠过清水沟，落到敌军的阵地上。我军以猛烈的炮火摧毁了敌军靠近涝河桥的前沿阵地，守军惊慌失措，四散奔逃。担任架桥任务的解放军五七五团一营三连二排战士乘此机会，扛着事先制作的架桥器材，迅速下到被敌人拆毁的涝河桥旧址架桥。这时，敌军碉堡里的敌人以密集的火力，疯狂地射向架桥的战士，尤其是敌军架设在距桥头不远处的一棵粗壮的大柳树上的机枪，子弹密集，火力极强，致使实施架桥的二排多名战士倒在了清水沟，架桥一时难以进行。
在战斗严重受阻的情况下，我军一营指挥员重新组织火力，集中射向敌军阵地，压制其火力攻击点，并由三排接替二排实施架桥。正在这千钧一发的紧急关头，六十四军炮兵团赶到了，炮兵团一连战士迅速投入战斗，架好九二步兵炮，瞄准清水沟对岸敌军架设机枪的大柳树和高碉堡，只听“轰！轰！轰！”三声巨响，敌军碉堡的射口被炸毁，大柳树呻吟着倒下了，机枪顿时变成了哑巴，敌军火力点的狙击手被炸得血肉横飞。在弥漫的硝烟中，三排战士在步兵强大火力的掩护下，抬起架桥器材，跳入水中，寻求支撑点，经过全力奋战，在极短的时间内架通了便桥。三连副连长随即率领突击队通过便桥，冲向清水沟北岸。此时，从高碉堡大门两侧地堡里又传出“哒、哒、哒”的机枪声，那横飞的弹雨，封锁着我军突击队前进的道路，副连长当即指挥突击队员迅速占领有利地势，一边组织火力封锁敌军地堡火力射击；一边令九班不惜一切代价爆破地堡火力点。三班副班长带领两名战士向敌人碉堡侧后迂回，切断高碉堡敌军退路。九班长率第一爆破组在火力的掩护下，以迅雷不及掩耳之势，跳下高墙外的壕沟，趟过泥水，爬上沟沿，把炸药包靠紧地堡，点燃导火索后迅即离开。只听“轰隆！”一声巨响，尘土飞扬，地堡内的机枪也不再叫嚣了，高碉堡外的墙也被撕开了一道两米宽的口子。第二爆破组随即乘着烟尘四起之际冲至高碉堡内墙大门右侧，用炸药包炸开了门。副连长率突击队立即发起冲锋。桥北有近20个村寨，都有敌军防守，夜里敌我双方火力交织，人头攒动，战斗趋于白热化，虽然敌军一个副营长受伤，但解放军的进攻仍受到阻击，双方互有伤亡。
21日清晨，东方地平线上泛着缕缕的红色曙光，我军将士激战正酣，守军刘瑞祥部举出白旗示意投降，而各村寨守军已闻风丧胆，四处逃窜，难以支撑残局。解放军战士以秋风扫落叶之势，继续向各村寨搜索前进。前方的守军似决堤的洪水一泄而下，后面的守军惊恐万状。卢忠良带着随从人员直奔黄河渡口，家住灵武的军官向灵武窜去。涝河桥北岸各村寨的守军在解放军的攻势下，纷纷放弃据点，向北逃走。三连突击队员穷追不舍，部分残敌在我军迂回小组的阻击下，全部缴械投降。
涝河桥战斗持续了两个多小时，我军指战员付出了巨大的代价。清水沟涝河桥南岸，桥头两侧有许多战士倒在了血泊中，桥下的水被战士们的鲜血染成了红色，有135名战士在战斗中光荣牺牲，其中45名战士的遗体被清水沟的水冲走。
