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。