羅元發率一營堅守的高虎堖陣地是國民黨軍進攻的重點。羅元發指揮一營沉著應戰，採取靈活機動的戰術，分散兵力，貼近國民黨軍進行近戰和肉搏戰，讓國民黨軍的炮火使不上勁。
英雄的紅十五團又整整堅守了3天，至8月13日，國民黨軍八十九師組織最後一次衝鋒中，被紅十五團打掉了氣焰，喪失了戰鬥力，被迫退戰鬥。但紅十五團傷亡也很慘重，白志文團長頭部負傷，一顆牙齒被子彈打落。
國民黨軍儘管喪失了一個師的戰鬥力，但沒有放棄佔領高虎堖的決心，仍然繼續組織兵力進攻。8月27日，上級決定放棄驛前以北陣地。羅元發向全團指戰員下達了撤出戰鬥的命令，轉移到萬年亭以南的黃土寨、小松市一線，繼續阻擊國民黨軍。
8月31日，國民黨軍佔領廣昌的驛前。這樣，中央蘇區根據地的東線和北線都被國民黨軍突破，西線和南線形勢更加危險，第五次反“圍剿”勝利的希望已經沒有，剩下的只有一條道路：戰略轉移——長征。9月初，紅十五團接到命令，後撤到瑞金附近集結。10月10日，羅元發率紅十五團跟隨中央紅軍離開瑞金，踏上了漫漫長徵路。
長征途中，羅元發的職務幾經調整，先後任紅三軍團保衛局執行科科長，紅一軍團第一師一團政委，紅一師政治部主任等職。抗日戰爭期間，羅元發先後任八路軍一一五師獨立團政治處主任，獨立第一師政治部主任，晉察冀軍區第一軍分區政治部主任、政委。
1945年4月，羅元發奉命從華北抗日前線到延安參加中國共產黨第七次全國代表大會。“七大”從4月23日開幕到6月11日閉幕，整整開了50天。“七大”閉幕後，羅元發正準備返回晉察冀時，組織上決定，羅元發留在延安任教導第二旅政委。
延安是紅色首府，留延安工作意味著不能到前線打仗，羅元發有點不願意，因此，當聶榮臻通知羅元發留在延安，接替鄧華在教導第二旅政委的職務時候，羅元發說：“說真的，我一心想回抗日前線去。作為一個共產黨員，部隊幹部，在抗日戰爭快進入最後勝利的時候，我怎麼捨得離開抗日救國的最前線呢！請司令員允許我回到晉察冀抗日前線去！”
聶榮臻沒有直接答覆，而是把羅元發的想法向中央做了彙報。兩天後，八路軍總司令員朱德在王家坪親自抓羅元發談話。朱德說：“延安雖然是我們抗日根據地的總後方，是黨中央所在地，但也是前線。八年來，國民黨反動派一天也沒有忘記進攻陝甘寧邊區。中央軍委決定調幾個旅回到延安，擔任保衛黨中央、毛主席的光榮任務。這幾個部隊都是老部隊，老紅軍底子，有光榮歷史。羅元發同志，組織上決定調你去接替鄧華同志任教導二旅政委，你應該感到無尚光榮，當然，有什麼困難，還有什麼條件，都可以提出來。”
朱德總司令員的話都講到這個份上了，還能再說什麼呢？羅元發只好向朱德總司令員表示：“堅決服從黨的決定，愉快去教二旅工作。”
6月16日，羅元發突然接到通知，下午4點鐘到棗園，“毛主席要談話”。
羅元發儘管多次見過***，但這是第一次單獨直接見面，所以羅元發還是十分激動。下午，在一位陪同人員的帶領下，坐一輛卡車到了棗莊。羅元發剛從卡車跳下來，***剛好從窯洞裡走出來。羅元發快步上前，給***敬禮問候。***握住羅元發的手，問道：“你是羅元發同志？好，好。”
走進窯洞，***招呼羅元發坐木椅上，自己坐到另一把椅子上。戰士端上茶水後，***呷了一口，微笑著對羅元發說：“要你到教二旅去工作，今天特地找你來談一談。你還有什麼意見？”
羅元發說：“本來我想回前線去，朱總司令和聶司令員都給我談了話，現在思想通了。堅決服從組織的決定，努力做好工作。”
***點上點頭，說：“這樣好。其實想回前線去，這想法並不壞。我們邊區雖是抗日後方，但也是前線，我們不能老唱‘空城計’。軍委決定調幾個旅回陝北，是根據當前形勢決定的。敵人在磨刀，我們也要磨刀。胡宗南帶著幾十萬大軍在磨刀，我們不磨刀要吃虧的，這叫有備無患。”
說到這裡，***點了一支煙，接著說：“你參加了七大，七大的精神很重要，要好好地組織部隊學習。現在是****之命運的決戰。我們的一切工作都是為了中國的光明前途，為了新中國。抗日戰爭就要勝利了，可是抗戰勝利後的中國何去何從？我們和蔣介石的想法並不一樣，鬥爭還會繼續。”
羅元發說：“蔣介石是大地主、大資產階級代表，他是不會輕易放棄獨裁統治的。”
***站起來，走到窗前，深沉地說：“天亮之前，有一段時間是最黑暗的時刻，但是過了這一段時間，天就亮了。我們要衝破這黎明前的黑暗。抗日戰爭勝利後，中國會有一個光明的前途。”
羅元發聽了這個“衝破黎明前的黑暗”生動比喻，思緒萬千起來。或許***已發覺羅元發的內心世界，立即換了一個話題，問羅元發是哪裡人？什麼時候參軍的？羅元發一一做了回答後，向***彙報了前線部隊的思想情況：“主席，現在部隊中流傳這樣的說法，打敗小東洋，回家種地忙；老婆娃兒熱炕頭，小日子像蜜甜。”
“大凡天下事，總得兩廂情願囉！”***把手一揮，繼續說：“你要過小日子，蔣介石願不願意讓你過呢？現在蔣介石保存實力，把胡宗南集團的幾十萬人，擺到了延安大門口，這是幹什麼呢？是幫助我們守大門嗎？還是想竄進來撈一把呢？我看他們是不安好心囉！因此，你們要加強政治思想工作，一面生產，一面學習，一面訓練，提高警惕，防備國民黨突然發動軍事進攻。我們已經打破了他們的經濟封鎖，我們還要隨時準備打敗他們的軍事進攻。”
“一定按照主席的教導帶好部隊，首先糾正和平麻痺思想，把教二旅的工作做好，使部隊安心留守陝甘寧邊區，保衛陝甘寧邊區，保衛黨中央。”羅元發當即表態。
***笑了，說：“這就好，教二旅的工作很重要。”
一個多小時的談話很快過去了，公務員通知***吃飯，羅元發慌忙起身告辭。***按住羅元發，親切地說：“今天為你回延安工作接風，順便吃一頓家常飯。”
果真如***意料的一樣，抗日戰爭勝利後，蔣介石調集了34個旅25萬餘兵力向延安大舉進攻。也正如***所言，教二旅很重要，羅元發指揮這個旅，面對15倍於已的兵力，在金盆灣硬是頂了七天七夜，保證了***和中央機關安全撤離了延安城。
***對羅元發談話後的第三天，羅元發去了教二旅任職。1945年冬，教導第一旅和第二旅合併組成教導旅，羅元發任旅長兼政委，邱蔚任副旅長，饒正錫任副政委，陳海涵任參謀長。合併後的教導旅駐守在金盆灣。1946年10月，蔣介石把全國五分之三的空軍調到西安，糾集胡宗南、青海的馬步芳、寧夏的馬鴻逵、榆林的鄧寶珊等34個旅共25萬人馬，從南、西、北三個方向向陝甘寧邊區進攻，國民黨西安綏靖公署主任胡宗南狂妄叫囂，要“三天佔領延安”。
戰爭如搭滿弓的箭，一觸即發。朱德在陸定一陪同下，從延安驅車到達金盆灣。金盆灣是延安的門戶。羅元發在旅部大禮堂召開排以上幹部大會，請朱德總司令做報告。朱德總司令說：“我代表黨中央和毛主席向同志問好。毛主席和黨中央做出‘主動撤離延安，留一座空城給胡宗南’的決定，這是形勢的需要。毛主席還送給大家16個字，‘存人失地，人地皆存，存地失人，人地皆失’。同志們要想透這16個字的道理。”
朱德說完後，問：“你們旅有信心保衛黨中央、保衛毛主席、保衛延安嗎？”
全旅排以上幹部異口同聲地響亮回答：“請毛主席、朱總司令放心，我們堅決完成這一光榮的任務！”
1947年3月10日中午時分，羅元發正在組織部隊挖築工事，參謀長陳海涵說：“旅長，彭副司令員來了！”
羅元發順著陳海涵的手指方向看去，一輛吉普車從山溝裡疾馳而來，羅元發立即要求大家整理軍容風紀，站好隊，迎接彭德懷。
陪同彭德懷而來的是總參謀部第一局副局長王政柱，他們和羅元發等一一熱情握手。彭德懷問：“現在敵人要進攻延安了，你們準備得怎麼樣？部隊的情緒還好嗎？”
“指戰員們決心很大！”羅元發說著，把教導旅的領導一一介紹給彭德懷。羅元發知道彭德懷的脾氣，喜歡簡要。
“好。”彭德懷滿意地說：“士氣高昂，完成任務就有把握。”
羅元發說：“全旅同志都很想見你，想請你做報告。”
“這次時間不多，不說了，我們先去陣地看看。”彭德懷說完，要羅元發騎馬一同去一線察看陣地。
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一路上，彭德懷對羅元發說了國民黨軍可能進攻的方向和路線，並做了具體指示。彭德懷說：“這一帶地形看，山勢比較復雜，便於防禦抗擊敵人。要抓緊時間加修工事，各項戰略工作都要做好，要檢查落實。平時多流汗，戰時才少流血。還有，敵人的飛機大炮沒什麼可怕的，怕的是自己思想麻痺，要特別防備敵人突然襲擊，不然，是要吃大虧的。”
王政柱插話說：“你們還要注意封鎖消息，保持通信聯絡暢通無阻。”
羅元發都一一記在心頭，從一線陣地回到旅部後，教導旅領導又認真聽取了彭德懷的指示。彭德懷最後問：“你們的彈藥情況怎麼？”
羅元發說：“部隊子彈很少，平均每人只有十發。”
“子彈少沒有問題，蔣介石這個運輸大隊長會給你們送來的。”彭德懷難得開一次玩笑，引得大家哈哈大笑起來。
彭德懷的臉又陰了下來，問：“你們教導旅能在這裡堅守幾天？”
羅元發謹慎地說：“可以抗擊五天！”
彭德懷從座位上站起來，揹著雙手，來回踱了幾步，突然轉過身來，堅定有力地說：“你們要想盡一切辦法，爭取抗擊一星期。你們多防守一些時間，中央機關和延安人民就有充裕的時間轉移。警備第七團、延安軍分區的獨立第三團都配屬給你們，組成防禦兵團。我的意思不是讓你們死守，而是要採取運動防禦，機動靈活地抗擊敵人的進攻，大量殺傷敵人，爭取時間，保證中央機關和延安人民安全轉移。”
羅元發和饒正錫副政委、陳海涵參謀長當即表示：“堅定完成黨中央、毛主席交給我們抗擊七天的光榮任務！”
1947年3月12日拂曉，突然傳來戰鬥機的嗡嗡聲。霎時，部隊立即響起了防空聲號。羅元發一面指揮部隊隱蔽，一面迅速組織對空射擊。
戰鬥機一批又一批地飛來，陣地上火光四起，一片塵煙。飛機轟炸了整整一天。
羅元發清楚，這是胡宗南的開場鑼鼓，真正的戰鬥還未開始。
果真，3月13日8時許，國民黨軍整編第二十七師，輕裝穿過梢林，擁向臨真鎮，與教導旅一線部隊第二團和警衛營接上了火。戰鬥正式打響了。
教導旅二團和警衛營展開激戰的時候，國民黨軍整編第一師和整編九十師進攻方向側從南泥灣東側和金盆灣正面，以集團進攻和迂迴包抄的方式，向守候在這裡的教導旅第一團撲來。
如此一來，羅元發指揮的教導旅與胡宗南的右路兵團全面接上了火。羅元發立即給最前沿的一團團長羅少偉和政委魏志明下達了作戰命令。
國民黨軍呈集團隊形大模大樣地向一團陣地前擁來。團長羅小偉按羅元發的命令，使用小炮班，採取打一炮換一個位置的戰術，打得國民黨軍暈頭轉向。把一群一群國民黨軍擊潰時，指戰員們又去撿國民黨軍丟下的槍支彈藥。
激烈的戰鬥持續了一整天，金盆灣陣地巋然不動，氣得胡宗南暴跌如雷，嚴斥董釗 和劉戡 ，“必須在三天內拿下延安”。
第二天的戰鬥更加慘烈。國民黨軍在一改昨天進攻第一、二團失敗的教訓，以整營整團的兵團，向第一、二團的結合部——標臺、油房臺、小林坪方向發起猛烈進攻。
這個結合部，羅元發只放了3個連隊的兵力，顯然，有點寡不敵眾。結合部的3個連隊的指戰員們英勇奮戰，整整頂了兩個小時，最後指戰員們大部壯烈犧牲，陣地幾乎失守。
形勢萬分危急，羅元發只好命令預備隊旅直特務營前去增援。特務營上去了，和國民黨軍拼起了刺刀，終於奪回了陣地。
快到手的陣地，又拱手相讓了，國民黨軍哪能甘心，馬上組織了整整3個團，進行了集團衝鋒。
羅元發連續派出參謀去傳達命令：“一定要守住陣地！”
特務營營長壯烈犧牲了，副營長代營長雷華表示：“只要特務營有一個人活著，陣地就不會丟！”
戰鬥一直打到了3月15日夜晚，羅元發下達命令：部隊撤至第二道防線的馬坊、南泥灣、麻洞川一帶。
胡宗南三天佔領延安的美夢破滅了。3月16日一開戰，董釗把進攻部隊全部拿出來，向教導旅各陣地發起集體進攻。
但教導旅在羅元發指揮下，如一道銅牆鐵壁，擋住了國民黨軍的強大進攻。
下午，彭德懷打了一個電話到教導旅，對羅元發說：“毛主席說，‘你們打得很好，打得英勇頑強，給敵人很大的殺傷，掩護了中央和延安人民的轉移’。你要把毛主席的話傳達到每位戰士，堅決完成抗擊敵人七晝夜的任務！”
“請彭總轉告毛主席，我們決不辜負黨中央和毛主席的期望，堅決完成抗擊任務！”羅元發對著電話筒響亮地表態，並立即讓政治部的幹事把***的指示抄寫出來下發部隊。教導旅的指戰員們在陣地上聽到***的直接指示，頓時群情激昂，紛紛宣誓堅守陣地，完成抗擊任務。
教導旅已連續苦戰了五天五夜了，羅元發根據戰場實際，再次命令部隊撤到第三道防線松樹嶺一帶。
這是教導旅保衛延安的最後一道防線。夜深了，羅元發親自到一團一營瞭解第一線部隊的情況。營長連承先和教導員章零彙報完了戰鬥情況後，還專門問了戰士們最關心的話題：“毛主席安全轉移了沒有？”
羅元發聽後，激動地說：“轉告同志們，黨中央、毛主席、周副主席還在延安指揮全國戰鬥，還時刻關心著保衛延安的各部隊和我們。今天還打電話來表揚大家打得好！”
3月17日的戰鬥又打響了。國民黨軍見教導旅不斷收縮，退至松樹嶺，便更加大膽而兇猛地擺出一付攻克松樹嶺的架勢來。中午，松樹嶺以南的磨盤山陣地，還真的被國民黨軍給攻克了。
磨盤山陣地是第一團防禦陣地的支撐點，如果不及時奪回來，整個松樹嶺將被斷腰側擊，教導旅將有被迂迴包圍的危險。更嚴重的是，松樹嶺失守，國民黨軍將翻過山峁，沿著大路，暢通無阻地直逼延安。
情況十分危急。
羅元發拿起電話：“羅團長嗎？你把一營這個預備隊給我拉上去，不惜一切代價，給我把磨盤山從敵人手裡奪回來！”
昨晚剛向羅元發表過態的一營營長連承先和教導員章零，率一營向磨盤山陣地以運動姿態發起攻擊。連承先負傷了，章零接著指揮部隊繼續進攻。經過數小時的激戰，磨盤山終於重新回到了教導旅手上。第一團的防禦陣地穩住了，整個松樹嶺防線也穩住了。
戰鬥一直持續到3月18日下午，教導旅傷亡很大，羅元發把旅機關的參謀、幹事凡是能上陣的都拉上了戰場。事後，羅元發回憶說，“最困難的時候，連抗大畢業的教導旅護士長劉俊喬這位女同志都上了前沿陣地，直到我們堅守了七天七夜，才最後轉移。”
3月18日22時，羅元發接到彭德懷下達的撤出戰鬥的命令：“中央機關和延安居民已安全疏散完畢，教導旅七天七夜抗擊任務已完成，命令你們將所有部隊撤至青化砭以東隱蔽集結，待命殲敵。”
至此，延安保衛戰宣告結束。羅元發指揮一個旅在金盆灣阻擊戰，與後來著名的塔山阻擊戰、黑山阻擊戰一起，被寫進了中國人民解放軍戰爭史。羅元發也因此得了一個擠不爛、打不垮的“鐵腦殼”的威名，而遠播。
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