在17路军防线前沿搞攻击侦查的，确实是红四方面军部队，他们已接到红军总部命令，配合红三、五军团强攻17路军。因此，总指挥徐向前制定了周密的计划，并和彭德怀取得了联系，计划红四方面军从正面进攻，另派出一个军，从万源东侧迂回；红三、五军团从万源西侧实施侧击，务求一举全歼17路军。

    这本来是一个很完美的计划，一旦部队展开攻击，17路军就是想撤都撤不了，防线很快就会被撕裂的。但是徐向前和彭德怀都没有想到，虎劲十足的杨虎城会突然快速撤退。因此，接到报告后，徐向前当即命令部队追击。

    在万源西侧活动的正是跑了一路都没有打一场过瘾仗的红三、五军团，干部战士都已经嗷嗷叫了。特别是知道红七军团消灭了第一师后，这些老红军嘴上叫好，心里着实不服气，都暗叹自己的运气不好，怎么遇见的敌人都逃跑啊！正想着战斗打响后，如何多缴武器多抓俘虏呢，就见敌人突然撤了。而且是快速撤退！这哪能行！煮熟的鸭子哪能让飞了啊？

    因此追击命令一下来，五个主力师就扑了上去，很快就把17路军走在最后的42师126旅刘彦彪部的三个团给拦住了，时候不大，四方面军部队也上来了，两支大军把刘彦彪部吞噬的干干净净。

    可惜战果也只有这么一点了，正在撤退的17路军第七军军长兼42师师长冯钦哉，看见红军出击队伍的规模和阵势，哪里还敢挥师来救126旅啊！不停地督促部队快撤，生怕撤慢了被红军追上。

    两支红军大部队就在万源附近会师了。

    战士们往一起奔涌，喊着、跳着，满山遍野的火把，满山遍野的红军。万源的夜晚，成了欢乐的海洋。

    彭德怀带着杨尚昆、邓萍、董振堂、何长工、郭天民向万源小城赶来了，四方面军政委陈昌浩和总指挥徐向前就在城门口迎接他们。

    距离200米的时候，彭老总就跳下了战马，嘴里喊着“向前同志”，就跑了过来。

    平时不苟言笑的徐向前，也是满脸激动，喊着“德怀同志”，就迎了上去，两个人紧紧地拥抱在了一起。

    后来，人们在万源小城门口立了块石碑，刻上了红军两大主力会师处。有学者指出，在万源立碑不对，实际上几天前，红七军团军团长刘一民率骑兵团已经在沙河镇实现了会师。但是由于当事人都没有正面回应，沙河镇会师就被万源会师彻底取代了。