10月8日，红军左右两路纵队，开始行动。
大小金川地区，地形复杂，多深山绝壁和峡谷急流，利守难攻，不便大部队运动。战役开始后，右纵队九军二十五军首先向绥靖以北绰斯甲附近的观音铁桥强攻，以便渡河南下，与左纵队的进攻夹岸相应。因守敌刘文辉部凭坚固守，硬攻难克，右纵队渡河受阻。遂临时调整部署，令左纵队的四军从党坝地区出动，强渡大金川。11日，四军渡河成功，沿右岸疾进，12日克绥靖，16日克丹巴。与此同时，三十军亦向南急进，15日攻占崇化，以一部继续向懋功方向发展。九军二十七师于15日夜间，对绥靖以东这两河口守敌杨森部第七旅发起攻击，经3小时激战，将敌击溃，继而跟踪追击，于16日克抚边，19日击溃杨森第4旅，占领达维。20日，三十军一部克懋功。守敌杨森部两个旅南逃，被红军进占达维之二十七师主动截击，俘获一部；该师继而乘胜向东南发展，连克日隆关、巴郎关、火烧坪、邓生等地。至此，这一战役胜利结束。总计溃敌刘文辉、杨森部六个旅，毙俘敌3000余人。