1947年劉鄧大軍千里躍進大別山，經過一番苦戰後劉鄧大軍主力兵臨長江北岸，並控制了東起華陽鎮、西至武穴的150公里長的長江北岸。直接威脅國民黨軍長江防線的敏感區和要害，在南京、武漢、上海等沿江兩岸的城鎮到處都流傳著劉鄧大軍陳兵江岸、擬渡江作戰的傳言。這使得那些臨江城鎮的國民黨上層顯要和達官貴人深感不安和恐懼，有的甚至早早就攜帶家眷和財物遠走他鄉避難。
整個國民黨上下人心惶惶，國民黨南京警備司令部被迫匆忙下令對南京長江一帶實施戒嚴，武漢行轅也匆匆組織所謂的“義勇警察總隊”準備保衛武漢，並宣佈漢口至九江間沿江口岸實施戒嚴。正在北平坐鎮的蔣介石也呆不住了，他匆匆趕回南京，對統帥部成員大發雷霆，並對他們嚴加訓斥，還特地召來行政院新聞局長董顯光和國防部新聞局局長鄧文儀進行質問:“說，你們為何不宣傳我們在大別山的勝利？”董顯光和鄧文儀都低頭不語。
回去之後兩人立即召開記者招待會，並宣佈:“共軍流竄大別山，造成一種印象，以為他們多活躍，其實這種印象毫無根據。劉伯承、鄧小平所部強渡黃河乃為解救山東陳毅，是出於不得已；解救不成，擬接應陳部竄逃河北；復不成，被迫南竄。沿途經過黃泛區、沙河、淮河等五條大河，遭國軍圍追堵截，兵力消耗殆盡，進入大別山的殘匪為數寥寥無幾，實不堪一擊，不久即可肅清。
蔣介石在南京大發一通脾氣後電令國民黨青年軍第203師一部從九江北渡至蘄春、黃梅警戒，以新編第17旅在海軍配合下進攻武穴；並急調位於鄂東北的國民黨軍整編第40師和第52師第82旅共5個團向廣濟疾進，以攻擊劉鄧大軍側背，阻止劉鄧渡江。
10月23日，鄂東北的國民黨軍整編第40師率第30旅、第106旅和第52師82旅在蔣介石的督令下出發了，並迅速進至浠水地區。劉伯承得知敵情後站在地圖前說:“真是送上門的大塊肉。”原來國民黨軍整編第40師已經不是第一次與劉鄧大軍交手了，兩年前，在平漢戰役中，這支部隊曾受過殲滅性打擊，這次又孤軍前往，因此劉鄧決心把握戰機，將該敵引誘至有利地形殲滅掉。
為了殲滅這股敵人，劉伯承拄著一根竹竿親自攀登浠水附近的三角山勘察地形與選擇戰場，在登上了海拔1600多米的山頂後，周圍地形盡收眼底，劉伯承看後大喜，稱讚這一帶是能攻易守的好地形。在一番仔細勘察後，劉伯承最後下定決心選擇地勢險要、敵人必經之地高山鋪為設伏殲敵的戰場。
10月25日，國民黨軍整編第40師5個團的兵力由浠水東犯，直奔廣濟，企圖壓迫第一縱隊於廣濟江邊予以殲滅。第40師部隊是蔣介石的一支精銳之師，全部為美式裝備，具有很強的戰鬥力，曾多次與劉鄧所部作戰，在1945年的邯鄲戰役中受到過解放軍毀滅性打擊。不過此後又進行了重組擴編，該師官兵由於長期受國民黨反動宣傳教育，在思想上非常頑固，成為一支效忠於蔣家王朝的嫡系部隊。該師師長李振清外號“李鐵頭”以擅長攻擊而著稱。在劉鄧大軍躍進大別山之初就一直尾隨其後，並頻頻與之交戰，就像一條怎麼也甩不掉的癩皮狗。
25日晚，分佈於廣濟以南和長江沿岸的第一縱隊和中原獨立旅開始向預定殲敵地點集結。26日拂曉，解放軍各部已經進抵清水河和高山鋪地區，並根據戰前作戰計劃，分別進入公路兩側的預定設伏陣地。不過天公不作美，早飯過後便下起了毛毛細雨，不禁帶來幾分深秋的寒意。但這絲毫沒能影響參戰解放軍的戰鬥熱情，他們抓緊進行伏擊部署和戰鬥準備，只為能將敵40師及其所指揮的部隊徹底殲滅。
為了誘敵深入，中原獨立旅派出了一批偵查員，他們身著便衣和一些雜亂的破軍裝，還特意收羅了一些各式各樣的舊步槍，擺起一副漫不經心鬆鬆垮垮的架勢，順著公路直接向漕河鎮走去，很快他們就與敵人尖兵遭遇，他們眼疾手快，率先開火，將國民黨軍尖兵打得狼狽而逃。
敵軍前衛部隊聽到槍聲後立刻停止前進，並派出幾名軍官爬到公路兩側高地觀察戰況，他們發現前方不過是有百十個“土八路”，敵第40師師長李振清得知情況後便驅趕著大隊人馬加速跟了上來，企圖將這一股共軍全部殲滅，偵查員們發現敵人已經上鉤便向設伏地點撤退，但是僅僅走了三四里地敵人便停了下來，於是他們瞅準時機對著敵人前衛部隊一陣猛烈攻擊，敵人瞬間就有20餘人被擊倒，惱羞成怒的敵人又繼續追擊。最終敵人被成功引誘至高山鋪地區。
早已等候多時的解放軍立刻向進入伏擊圈的敵整編第40師發起猛烈進攻，毫無防備的敵人頃刻間被打得人仰馬翻，一場惡戰也隨之展開。9時許，楊勇接到縱隊副司令尹先炳的電話:“敵40師指揮部位置在清水河邊。”楊勇詢問道:“你有根據嗎？”尹先炳將情報來源給楊勇講了一遍，原來前指情報臺的張臺長與40師電臺臺長是同學，十分熟悉對方的指法。張臺長在監聽敵電臺訊號時，發現他們的指揮部正在和飛機進行聯絡，由此判斷出了敵人的指揮中心所在地。
楊勇當即決定調整進攻部署，待總攻發起後，首先摧毀敵人的指揮中心。在楊勇拿起望遠鏡觀察戰況時，他發現一旅第二團已經向清水河的敵人指揮部發起了攻擊，敵人恐慌萬分，隊形混亂，完全失去了指揮。楊勇當機立斷，提前向敵人發起全面總攻。
一時間，喊殺聲四起，敵人無心戀戰，四處奔逃。一直與敵人進行激烈爭奪的第1旅1團更是所向披靡，該團第2營從山上猛撲而下，追殲逃敵；第1營穿插至公路後向敵大隊人馬進行攻擊；第3營則從第2營的右翼加入戰鬥，迅速將敵人分割成幾塊。
敵人完全喪失了鬥志，數以千計的潰敗之敵亂糟糟的擁擠到大路上，或跑到路兩側的農田裡，猶如一群泥猴在田地裡亂竄，完全暴露於解放軍的火力殺傷之中。沒多久殘存的敵人便紛紛繳械投降了。
高山鋪一戰殲滅敵40師1.2萬餘人。這次大規模的伏擊戰是劉鄧大軍進入大別山後取得的一個十分重大的勝利，對大別山根據地的建立具有重要的意義。高山鋪大捷也使得遠在陝北的毛澤東懸著的心放了下來，他對周恩來說道:“高山鋪之戰勝利的意義不僅僅是在於消滅了1萬多敵人，也不僅僅因為這一仗打得很漂亮，它的全部意義在於我軍已經能夠在大別山進行大兵團作戰，劉鄧已經在那裡站住了腳。
