1935年1月9日，四团由板桥分道出发。一营长李光顺率一营担任正面主攻，沿公路以梯队形式展开向关口推进。二营为二梯队集结山脚待命。侦察队长潘峰率侦察队和工兵连从关东侧小路向敌人侧后前进，意在截断敌后路，并袭击桐梓县城。

扼守在娄山关上的是从乌江防线溃退下来的黔军第三旅林秀生部两个团，胆寒若惊弓之鸟。红军此时尚未攻关，黔军即用电话向其军部请求增援，敌军部电话命令“不准后撤一步”，并命其注意警戒关口东边小路，提防红军从侧后袭击桐梓。其时正值下雨，红军通信班战士搭电线于敌人电话线上，窃听敌人通话，知敌人东侧空虚。团长耿飚即命正面部队暂缓进攻，令关东侧侦察队、工兵连迅速断敌退路。通信班又窃听到敌人军部命关上守敌撤退的电话，知道守敌要弃关退守桐梓。正面强攻部队即以猛烈密集火力，从关南发动总攻。敌人利用有利地形，妄图死守关口。红军冒着枪林弹雨，迅猛杀上娄山关，与敌人白刃肉博。经过约3小时的激烈战斗，击溃扼守娄山关的黔军，占领关口，取得了首战娄山关的胜利。黔军教导师第三旅易少全部向北狼狈逃窜，沿途丢弃武器、烟枪和大量军用物资。四团乘胜追击下关，经南溪口、红花园直扑桐梓县城。此时潘峰率领的侧翼部队已克桐梓，俘敌数百，缴获大量物资。当天，红二师师部进占桐梓，娄山关首战大获全胜。

1935年1月10日，红军追歼敌人，在新站镇与敌侯之玺部两个团激战一整天，并击退川敌廖海涛部，11日进占松坎镇。红一师与第十团亦从遵义赶至进驻桐梓、新站、松坎与川军对峙，组成了遵义的北面防线，为保卫遵义中心区的安全和遵义会议的顺利召开作出了重要贡献。

1935年1月13日，红一军团机关和一师、十五师向桐梓出发。14日，越娄山关到达桐梓。1月19日，军委纵队改为中央纵队，刘伯承兼任司令员。红军兵分三路:右纵队为一军团，中央纵队为五、九军团和军委纵队，左纵队为三军团，分别由住地向娄山关、川南进发。

1935年1月20日，红军中央机关从泗渡镇经娄山关进驻桐梓城，毛泽东等中央领导人第一次翻越娄山关;红五军团从泗渡站出发，经观坝、板桥、娄山关，进驻桐梓。

1935年1月21日，红九军团先头部队离开泗渡站，经板桥、娄山关，进驻桐梓。一军团从松坎出发。

1935年1月22日，红九军团离开板桥，经娄山关到达桐梓栗子坝宿营。

遵义会议以来的三次战斗，红军都没有取得胜利，长江沿线敌情严重，不利红军渡江，全军改执行1935年1月19日中央政治局泗渡会议决定的第二个北渡长江计划，向云南威信地区转移。中央军委电令各军团转移到敌人兵力薄弱的云南扎西，相机渡金沙江入川。但滇军孙渡部3个旅在云南镇雄、威信地区堵住了中央红军前去金沙江的道路。蒋介石令川军、滇军向红军合击，并在川南部署兵力合围红军。

中央政治局在威信举行政治局扩大会议(扎西会议)，讨论中央红军下一步行动方针。毛泽东力主回师敌人兵力薄弱的遵义，在运动中消灭国民党“追剿军”、王家烈黔军实现中央政治局扎西会议决定的“建立云贵川根据地”计划。

1935年2月10日，中央军委放弃北渡长江计划，突然离开扎西挥戈东进。

1935年2月24日，中革军委命令第一、三军团袭取桐梓城，控制桐梓城西南地区，并以红三军十三团经桐梓以南占领娄山关。

党中央率红军一渡赤水河到达云南威信，经过整编提高了一线部队战斗力。此时蒋介石急调多支部队入川，严防红军北渡长江。乘黔北敌军空虚之际，毛泽东与中革军委决定杀个回马枪，趁国民党追兵大部尚未到达，迅速击破黔军阻拦，占领娄山关及其以南地区，再取遵义，争取战略上的主动。而横亘在遵义城北面的主要屏障娄山关，是渝黔大通道的咽喉之地，攻下娄山关，遵义城就无险可守，犹如囊中取物。

根据中革军委的指示，红一、三军团进军桐梓，并于1935年2月25日拂晓占领桐梓县城，首战告捷，士气大振。黔军王家烈令其精锐部队死守娄山关以待援军，川军、滇军和中央军正从外围蜂拥而来，而若不能迅速攻下娄山关，将影响进攻遵义，关系到下一步的军事行动，也可能再陷被围挨打的局面。

1935年2月25日，彭德怀命红13团为前卫、12团从中路正面进攻娄山关，其余部队同时向娄山关挺进。13团疾进途中，在红花园与赶赴增援桐梓的黔军1旅的6团遭遇，敌且战且退从南溪口退至娄山关，依靠隘门西侧高地构筑工事，扼险固守。黔军师长柏辉章部署10团增援娄山关右翼，15团驻守关南板桥，以防红军包抄后路，令6团团长刘鹤鸣固守娄山关3日，以掩护乌江南岸的中央军吴奇伟部由贵阳北渡驰援遵义守敌。

先头部队红13团团长彭雪枫、政委苏振华率部向娄山关疾进，到达娄山关脚下时，敌军已增兵封锁关口，地势险要，隘口狭窄，仰攻登山，十分困难。红13团立即进入战斗，经过激战，很快占领制高点大尖山、小尖山。彭雪枫派出1营攀登悬崖进攻制高点点金山，以另一部从左翼迂回到敌后侧，提前五分钟抢占娄山关制高点。攀崖的红军端着刺刀冲入敌阵，近距离与敌军展开战斗。敌军拼凑敢死队，在督战官威逼之下疯狂反扑，与红军展开了拉锯战。至1935年2月25日下午5时，红军连续发起多次冲锋，击溃敌军，红军乘势攻占娄山关西侧十多座山头，突破敌军防线，占领娄山关左侧制高点，打下了关口，敌军仍在娄山关下南坡掘壕据守，6团退守关南黑神庙一线。

1935年2月25日晚23时，中革军委下令务必在敌人援军到来之前拿下娄山关，并命彭德怀统一指挥红一、三军团及干部团，红五、九军团在桐梓一线阻击川军；命令红10团团长张宗逊、政治委员黄克诚率部从娄山关左翼由小箐、牛网屯迂回包围板桥驰援之敌15团，命令红11团团长邓国清、政治委员张爱萍率部远出娄山关西翼，由小水田经混于场直插高坪大桥，截断板桥与遵义之间的联系，断其退路，围歼王家烈的4个团。

1935年2月26日清晨，盘踞关南的敌4团利用弥漫大雾，以密集队形向关口发起反扑，6团残部也蜂拥攻关，企图夺回点金山高地；黔军15团由板桥向小箐袭击红军左翼，在轻重机枪掩护下4团从黑神庙发动多次冲锋，企图夺回娄山关。彭德怀派12团团长谢嵩、政治委员钟赤兵率部增援，从桐梓楚米铺连夜奔袭娄山关，接替经过一天一夜苦战的13团1营。12团从正面出击，13团从左翼、10团从右侧围敌，11团从娄山关左侧远出迂回围歼板桥之敌，并切断娄山关与板桥之敌的退路。红一军团1团夺取娄山关以东之石炭关，其他部队合围前来增援的黔军15团。战斗打响后，黔军两个团在督战队的逼迫下，漫山遍野地向点金山发起进攻。钟赤兵率部利用地势，居高临下，连续打退敌人多次反扑，并乘胜反攻，向点金山发起猛烈攻击，与敌人开展了激烈的肉搏战，最终牢牢控制了点金山。

盘踞关南之敌知援军临近，借满山浓雾掩护，妄图夺回丢失阵地，双方在点金山和大尖山一线开展了反复的拉锯战。黔军分两路反扑，6团沿马路从正面向娄山关猛攻，15团出板桥经牛网屯、小箐从娄山关右翼迂回攻击中央红军左侧。10时许，娄山关守敌和增援的黔军在督战队的威逼下，以密集队形向点金山阵地数次猛攻，被红13团击退，双方激战至黄昏，红军战士与敌短兵相接、白刃拼杀，展开肉搏。10团参谋长钟剑伟牺牲，12团参谋长孔权身负重伤。

彭德怀、杨尚昆指挥红一军团第1团由长岗、大银厂出发，攻占石炭关后，继向黑神庙东南之侧后迂回。11时许，红军十二、十三两团从正面猛攻，一举击溃敌军，乘胜向遵义方向追击。十、十一两团在小箐、牛网屯，与来援的黔军十五团遭遇，激战约一小时，歼其一部，余部向板桥溃逃。

至下午4时，红军连续攻占娄山关附近10多个山头，突破整个右翼防线，全面占领娄山关。敌军兵败如山倒，向遵义方向逃窜。红军兼程疾进，以雷霆万钧之势猛追五六十里，击溃敌军4个团，沿途山崖、草丛与公路上遍地黔军尸体和“双枪”（步枪与大烟枪）。

1935年2月27日，红1师击溃黔军守城部队，于黄昏时分占领遵义新城。当夜，红三军团攻占遵义老城。

1935年2月28日晨，红军与敌中央军激战，歼灭吴奇伟五十九师、九十三师大部，将其赶到乌江以南。从二渡赤水到二占遵义，中央红军五天之内，连下桐梓、娄山关、遵义，以3万之众，击溃和歼灭国民党军2个师又8个团，毙、伤敌2400余人，俘敌约3000余人，缴获大批军用物资。蒋介石不得不哀叹“这是国军追击以来的奇耻大辱”。

在毛泽东指挥下，红军发挥运动战优势，迂回曲折，穿插于敌军之中，红军一动，敌重摆阵势，处处挨打，疲于奔命。之后，毛泽东又领导了三渡赤水、四渡赤水，摆脱了敌军的围追堵截，跳出了重重包围圈。

娄山关战斗是遵义会议及二渡赤水以后，中央红军在黔北大娄山主峰与黔军展开的一场激烈战斗，歼敌4个团，乘势再取遵义城。娄山关小尖山下耸立的红军战斗纪念碑的碑文写道：娄山关战斗“是遵义战役关键性的一仗，是红军长征以来的第一个大胜”。

毛泽东同志在娄山关上感慨万端，吟出了长征中最为悲壮的著名诗句《忆秦娥·娄山关》：“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。”描写了红军指战员英勇鏖战的壮烈情景。