1947年10月中旬，老蔣為長江航道被劉鄧大軍截斷的消息所震懾，急忙飛到九江督促“進剿”，嚴令整編第四十師和整編第五十二師由湖北黃安、麻城出動，經浠水向廣濟運動，佔領廣濟。
廣濟位於湖北西南角的角尖上，佔領了廣濟，就相當於隔斷了三縱和其他縱隊和聯繫，造成蔣軍分殲劉鄧大軍各縱隊的有利態勢。
四十師是蔣軍嫡系部隊，全部美械裝備，師長李振清號稱“李鐵頭”，兇悍善戰，自魯西南追蹤劉鄧大軍到大別山區。
劉鄧首長深入分析敵我態勢後，認為可以在高山鋪設法打四十師，給蔣軍當頭一棒。
決心既定，劉鄧開始下達作戰命令，各縱隊緊急行動起來。劉鄧命令楊勇（1955年成為開國上將）率一縱主力誘敵第四十師到高山鋪。
一縱主力這時正在廣濟一帶，司令員楊勇接到命令後，決定派出一支疑兵誘敵深入，再將其敵人一舉殲滅。
為此，楊勇命令中原獨（立）旅四團三營九連和旅偵察隊作為疑兵，偽裝成游擊隊，在劉公河、漕河鎮公路沿線與整編第四十師接觸，且打且走。
李鐵頭舉着望遠鏡觀察，見前方山頭上阻擊的解放軍服裝雜亂、裝備破舊，料定是地方遊擊部隊，便沒有放在心上，率領整編第四十師大膽前進。
整編第四十師就這樣被楊勇派出的疑兵所引誘，於10月26日乖乖地到達高山鋪。
高山鋪位於廣濟至浠水的公路線上，在蘄春以南，緊靠蘄春，是一個四面環山的小盆地，地形險要，是一個難得的伏擊戰場。
當四十師向高山鋪前進時，楊勇、蘇振華率一縱主力搶佔高山鋪東、南、北三面的山頭。
六縱司令員王近山、政委杜義德等到四十師進入高山鋪山後，立即指揮六縱從機動地區殺出，搶佔敵人尾部的制高點，堵住了四十師的退路。
二縱和三縱一部作為預備隊在蘄春地區集結。
劉鄧首長命令楊勇兼任前線指揮部司令員，指揮全部戰役。
10月26日上午，李鐵頭率整編第四十師進入高山鋪，繼續沿浠廣公路向南前進，立即遭到一縱一旅的頑強阻擊。
李鐵頭大難臨頭，直到此時仍沒有醒悟過來，仍然以為是碰到了劉鄧大軍的小部隊。
他調整隊形，命手步兵部隊在飛機的配合下，向我軍一縱一旅陣地發動集團衝鋒。
激戰一天，四十師始終未能前進一步，這時李鐵頭才感到事情不妙，情報有誤，可能是劉鄧大軍的主力已經到了。
李鐵頭命令部隊稍事休息後，即出動攻佔子女山、蜈蚣山、螞蟻山等周圍制高點。
當晚大雨傾盆，使得山路特別濕滑，再加上蔣軍是向上仰攻，因此打得十分吃力，屢次攻擊均遭失敗。
劉鄧大軍的一、六兩個縱隊的6個旅和中原獨（立）旅共7個旅牢牢地控制住了高山鋪陣地，四十師已被牢牢地包圍在高山鋪的小盆地裏。
第二天，即1947年10月27日，楊勇、蘇振華命令各部隊發起總攻，正式打響了名垂軍史的高山鋪戰鬥！
上午8時半，一縱一旅就近攻擊整編第四十師的師部，沒費多大力氣就將其殲滅了。
四十師失去“大腦”的指揮，各部頓時大亂，二旅、中原獨（立）旅立即發起攻擊、這兩個旅猛打猛插，殲滅整編第四十師的大部人馬。
六縱在司令員王近山、政委杜義德指揮下，對敵第五十二師八十二旅展開猛攻。八十二旅不戰自潰，與四十師殘兵向獨山、十里鋪逃去。
一時之間，盆地裏滿是潰亂逃命的蔣軍官兵，軍械丟得遍地都是。
蔣軍官兵脱掉棉衣，扔下槍支，奪路狂逃，不少人被踩踏而死或掉進山澗溪水。
當大羣敗兵逃到高山鋪西南的安山時，立即遭到在這裏佈防的六縱一部的痛擊。
敗兵被趕到山溝裏的稻田裏，這裏本來泥濘不堪，大雨和山洪則乾脆把這片泥濘地區變成澤國和泥潭。
於是戰場上出現了非常有趣的一幕——解放軍戰士費了很大的勁，去把蔣軍敗兵一個個從泥水裏拉出來，最終我軍將士抓了上萬名狼狽不堪的“泥兵”。
10月27日下午2時，敵整編第四十師主力和第八十二旅大部被殲，取得一場名垂軍史的大勝。
戰鬥結束後又出現了非常有趣的一件事——當我軍將士押着大批俘虜撤離戰場時，高山鋪上空竟突然出現了兩架從武漢飛來的蔣軍飛機，投下許多包子、饅頭、大餅、水果以及彈藥，這些從天而降的物資，又給大勝之後的將士們帶來一個驚喜。
在這次戰鬥中，劉鄧大軍只用了不到兩天，竟一舉殲滅四十師師部、3個旅部、5個團的蔣軍共12600多人，繳獲各種火炮33門，機槍370多挺，各種武器、軍需無數。此戰也是劉鄧大軍粉碎蔣軍對大別山進攻的第一個重大勝利。