离开延安后,王震率军急行,23日已从绥德东北部渡过黄河,进入吕梁地区。继续东进,很快逼近日军占据的同蒲路。如何通过同蒲路是一个大难题:一方面中央指示不可与阎锡山发生冲突,须绕过阎的防区;另一方面日军在同蒲路沿线戒备森严,且有装甲车日夜巡逻。早在部队从延安出发之前,王震就曾反复考虑了这一问题,决定提前派出一个营的兵力,搜集敌情,了解地形,并在主力部队过同蒲路时负责分散日军注意力。这一部署,效果明显,12月6日支队到达阎家庄时,部分日军已被调离。
12月6日下午,王震紧急召开全支队动员大会:"同志们!我们经过几天雪地行军,现在就要过关了。我们过的不是关云长过五关斩六将的关,而是同蒲铁路这一关。今天晚上,我们要走一百七八十里路,要准备通过五道封锁线。我们这次的任务是只过关,不斩将。"经充分动员、准备后,王震带支队向东南疾进。队伍穿越同蒲路时,遭遇了日军一辆装甲巡逻车。王震跃上铁路,指挥前卫部队将其击退,随后带领队伍成功越过同蒲路。
部队向南直插,进入太岳山区,并机智地利用封冻的冰桥,越过黄河,进入河南境内。随后,王震向中共中央和毛泽东发电报告了越过黄河的喜讯。毛泽东收到王震电报后,极为高兴,即回电对"五十天行军,安全渡过黄河"表示热烈祝贺。