红军入境后，县长周心万惊恐万状，发电告急。浙江省保安处处长兼浙江保安第一纵队总指挥俞济时，立即电令副指挥蒋志英，从浦城调至廿八都，坐镇指挥。同时令浙保第四团第三营、第三团第一营、第六团第二营，重点固守廿八都、峡口等地。计划以“口袋”战术将红军消灭在入境之地。先遣队在跨入江山境内之前，已在浦城的梅园、竹口等地打了胜仗，士气大振。原先想取道廿八都，经仙霞关、峡口直逼江山县城。后侦知这一带敌军防范严密，遂改变行军路线，从岭头、安民关进入廿七都山区，经招军岭、长滩、徐罗等地，当天先后到达东坑口、周村、岩坑口、黄倚，并在这一带村庄宿营。

　　9月13日，寻淮洲、乐少华、粟裕、刘英等军团领导人率第三师为前卫，第一、二师为后续部队，沿着崎岖小道，经叶家洋、岭丈坑、东坑，翻越大仙岭，进入岭底、新山、昭明、读溪口、和睦、小清湖等平原地区。这天部队加速行军，于下午3时占领了清湖镇。

　　先遣队首先烧毁了镇上的2个碉堡，消灭了20多名保安团丁，大挫敌人的锐气。然后，渡过江山港，控制了蔡家村周围的大片土地，造成佯攻县城之势。县长周心万和浙保第一纵队副指挥蒋志英得到消息，急忙调兵遣将。命令驻峡口的浙保第三团第一营以汽车运送，调至清湖，据守要点，阻止先遣队北进；令第四团第三营第一连驻守峡口，防先遣队袭击；令第六团第二营、第四团第三营用汽车送至贺村，随即快速赶往清湖，与第三团第一营前后夹击。后因兵多车少，运输困难，调兵计划未能实现。

　　先遣队占领清湖镇后，立即令第三师一部分兵力向北警戒，占领光头山，严防来自县城方向的袭击。同时，寻淮洲、乐少华等军团领导人带领一班传令兵向北观察地形，当他们走到古渡口的一转角处，在离蔡家村不远的松林中，突然遇上4个形迹可疑的人。寻淮洲等人断定是敌人侦探，暗示大家伺机动手。4人没料到红军来得这么快，以为是自己人，不加戒备，被红军击毙2人，俘获2人，渡口也很快被红军控制。抢占渡口后，主力红军迅速抢渡江山港，人多船少，多数战士涉水过河，以最快的速度占领蔡家一带村庄。刚进驻蔡家，前卫部队又奉命抢占乌沙坂等山坡，等候敌军。这时敌浙保三团一营官兵向清湖方向猛扑过来。当敌军从路口行至离清湖约2里的乌沙坂十八坪时，遭到红军前卫部队英勇还击，敌退守鲤鱼头山和平安山顽抗，后抵抗不住逃回县城。此战共毙、伤敌30余人，烧毁敌军车3辆，国民党军营长杨文榜、连长梁建中被红军击伤。当夜红军在清湖、蔡家一带宿营，军团部设在清湖镇。

　　蒋志英得知前卫三团一营已败退江山城内，唯恐红军夜袭县城。13日晚8时许，蒋带领2个营的兵力从贺村出发，经清湖路口北侧连夜赶到江山城外，占领老虎山，固守县城。驻贺村的浙保补充一旅二团二营，留下1个连，其余也深夜赶到县城。同时，蒋志英还派出一部分兵力，占领路口东侧的小高地，想在天亮后配合县城之敌，向红军发起进攻。但红军早已严阵以待，在鲤鱼头山、平安山等地连夜赶筑了不少工事。

　　9月14日，抗日先遣队继续北上。天亮前，国民党军队发现红军欲跨越杭江铁路(今浙赣铁路)继续北上的意图，又连忙抽调3个营的兵力，占领清湖路口东侧的制高点：浙保六团二营占领油山，浙保四团三营占领大王山，补充一旅二团一营占领木仙花山，并以油山为主阵地，准备天亮后向红军展开阻击，阻止先遣队前进。战斗打响，红军调用一部分兵力，分三路还击：一路集中火力攻击油山之敌；一路攻击大王山之敌；一路插入敌人背侧，发起短促突击。激烈的战斗持续到10时许，油山、大王山之敌败退到木仙花山一带。敌补充旅一营也不敢出击，陆续龟缩县城。敌另一部分兵力被红军后续部队追击后，向操场岗方向溃退。其时红军主力部队经由蔡家西北的小道穿过路口，上王一角跨越杭江铁路，经荷塘、里坞、郭丰，先后到达鳌头、上王、占村，并在这一带村庄宿营，军团部设在上王。从清湖向常山方向前进，既要绕过县城，又必须跨过杭江铁路，国民党军在铁路沿线及车站均有重兵把守。为了确保主力部队安全通过，先遣队首长根据中革军委朱德等9月10日电令：“过江山河后并可破坏铁路、公路”的指示，决定实施破路炸桥，切断杭江铁路这条运输动脉。

　　9月14日，抗日先遣队派出1个侦察连袭击贺村，上午8时许占领了贺村附近的实在山。这时，国民党军留在贺村1个连，正沿着公路开往清湖路口增援，遭到红军2挺机枪的扫射，击毙12名，割断电话线，炸毁铁路桥，烧毁汽车、火车站，并缴获一批美国面粉等分给穷人。9月15日，先遣队从鳌头、上王、占村出发，经竹子林、里坂，于上午10时到达大陈休息宿营，军团部设在大陈。

　　红军到大陈后，根据中革军委指示，派出1支小分队去炸航头铁路桥。航头铁路桥跨越江山港，计有八孔，每孔净跨31.7米，总长280.3米，是杭江铁路的重要桥梁之一，有国民党军队驻守。炸坏此桥，将对国民党的军运造成极大困难。15日下午3时，红军炸桥小分队经南蕉、雁塘、上余、五都，到达桥头，守桥的国民党兵闻风逃跑。红军在靠南第二个桥墩放上炸药，由于炸药少，只炸了桥墩的一个角，铁轨被炸歪，火车被迫停止通行。炸桥后小分队航头大桥按原路返回大陈。主力部队在大陈的战斗早已打响。下午2时，蒋志英调动3个营的兵力，从江山县城出发，经丰足向大陈推进，抢占大陈以南的高地，其中四团三营在高地西侧，补充旅二团三营在高地东侧，六团二营居中。同时又派出部分兵力，向前推进控制镇武山、马鞍山、十八亩山等制高点，形成进攻态势。红军为了掩护炸桥部队，也将一部分兵力推进到毛咀山、大坞岗，占领制高点，与敌对峙。红军主力则分两路出击，西路经南蕉攻击镇武山之敌，经过多次突击，终于攻下该山，把镇武山守敌1个营击退到马鞍山，拔除了敌人最前沿据点，击毙敌兵3名，缴获机枪1挺和步枪数支。东路经夏坞沿山梁仰攻，占领制高点大坞岗，粉碎国民党军占领该制高点的企图，与十八亩山之敌对峙枪战。战斗至下午5时，炸桥小分队返回，绕到敌人背侧，在莲塘岙、弄塘山一带打击敌人，与主力部队形成夹击，形成对敌三面包围之势。国民党军依靠火力优势，组织猛烈射击。战至夜里10时，红军除少数原地应战外，大部撤回大陈宿营。此战，红军歼敌70多名，缴获机枪1挺，长短枪10多支；红军也伤亡多人，第三师师长王永瑞负重伤。当晚，浙保六、四团的2个营，为防红军夜袭，撤出阵地，准备与红军机动作战，补充第一旅二团三营不听指挥，擅自撤回县城。江山县县长周心万急电向省政府，声称蒋志英部被红军包围，急待援助。敌令补充一旅第二团增援，由衢州连夜赶到大陈，16日国民党中央航空学校奉命出动6架飞机参战，轰炸大陈。

　　先遣队于16日凌晨甩掉敌人，向常山方向挺进，结束了在江山的5天战斗历程，继续高举抗日的旗帜，挥师北上。