在这个性命攸关的前提下，庞大复杂的川军将所有内部矛盾与恩怨都让位给了一个共同的目标：紧急调动所有兵力，在进入川西平原的通道上，与红军决一死战。
　　邛崃至名山的公路自西南向东北倾斜，公路以北不出几里就是川西山区，公路以南则是丘陵间的旱田耕地，而扼守在公路上的百丈关四周地势平坦，有利于重武器和大部队的展开。
　　川军各部队开始向百丈关一带集结，规模之大在川军历史上不曾有过：第二十一军唐式遵部的两个师、第四十一军孙震部的三个旅、模范师郭勋祺部的三个旅、第一〇四师李家钰部的四个旅同时向战场上疾驰。至十一月十八日，在百丈关附近狭小的地域内，川军集中了八十个团约二十万的兵力。
　　同时，蒋介石命令正在围困红二、红六军团的国民党中央军薛岳部立即北上，火速向百丈关开进。
　　鉴于之前川军的不战即溃，总指挥刘湘发布了“《告剿共官兵书》”：凡有临阵退缩，畏敌不前，或谎报军情，作战不力者，一律军前正法。其余各级官兵，倘有违令者，排长以下得由连长枪决，连长得由营长枪决，营长得由团长枪决，团长得由师长枪决，师长得由总指挥枪决，总指挥倘有瞻徇隐匿者，由总司令查照依法严办。
　　百丈关，距离成都不足一百公里的一个普通小镇，很快就会成为令川军和红军都难以忘却的血流成河之地。
　　十一月十六日拂晓，川军第四师第十旅向治安场的红军阻击阵地发起了进攻，目标是百丈关。第十旅顺着公路以三路队形在机枪和火炮的掩护下不断冲锋，一线和二线部队轮流交替进行，红军阻击部队付出了巨大伤亡的代价，依旧无法遏制川军的攻击，被迫开始向黑竹关方向撤退。川军投入了预备队追击进攻，红军放弃了黑竹关撤退到挖断山。川军在百丈关战斗一开始便显示出的决死势头让红军官兵始料不及。在增援部队陆续到达后，红军开始了猛烈的反击。在黑竹关至挖断山一线，双方展开了残酷的拉锯战。川军投入的重武器火力十分猛烈，第四师和模范师的部队在阵地上前后一字排开，无论红军的反击如何坚决，他们退下去又接着冲上来。第十旅投入了全部兵力，仅在挖断山附近的战斗中就付出了伤亡五百人的代价，而红军的伤亡也达几百人，双方官兵的尸体在战场上堆叠在一起，残肢在剧烈的爆炸中连同潮湿的泥土一起四处飞溅。模范师第三旅的旅部就设在公路边，其八团在公路南，九团在公路北，督战的宪兵横枪站在公路上。红军的反击沿着公路直接向川军的碉堡展开，但是碉堡里射出的重机枪子弹令红军无法推进。红军立即改变了攻击方式，沿着公路两边的田埂前进，川军马上将迫击炮的炮口对准了没有任何遮蔽的田野。在剧烈的爆炸声中，红军官兵倒下一批又有一批紧跟上来，川军面对红军决死的态势惊骇不已。第三旅旅长廖泽看出了川军阵地上的动摇，他带着手枪队和预备队赶到了前沿，大喊：“我们必须死守，后面就是总指挥部！谁要是后退，就地枪决！”不敢撤退的川军只有拼命射击，把成束的手榴弹投向进攻中的红军。廖泽知道，机枪手是战场监督的重点，于是他两眼发红地站在机枪手的身后，机枪手一看干脆站起身来射击，冲在最前面的红军纷纷倒下。在剧烈的对抗之后，红军的攻势逐渐减弱，廖泽不顾一切地命令手枪队和预备队全线出击。两军开始了混战，双方官兵厮打在一起。廖泽的预备队队长和手枪队队长都在肉搏中被打死。在付出了几近伤亡一半的代价后，红军的攻势暂时停止了。此时，攻击公路南侧川军阵地的红军部队也出现了巨大伤亡。红军被迫撤出了百丈关战场。
　　川军的决死坚守和强行推进取得了初步进展。
　　这是自天全、芦山战斗以来，川军首次没有撤退反而推进了。
　　川军连夜补充兵力和弹药，并且给官兵分发了大洋。
　　十七日，红军再次发动了攻击，攻击的重点集中在百丈镇。程世才和李先念把第三十军的指挥所就设在镇子附近的一个小山包上。由于连日血战未见成效，徐向前亲自去了前沿指挥所。一路上，天上是敌人的飞机，四周是猛烈的炮火，徐向前在枪弹纷飞中绕来绕去，才到达第三十军指挥部。徐向前和李先念的共同判断是：刘湘已经孤注一掷了，但是红军只要顶住敌人的攻势，寻找时机灭其一部，就有可能转入反攻。而目前最大的威胁是敌机对红军阵地持续不断的轮番轰炸，部队处在开阔地带无法隐蔽，又没有对付敌机的有效武器，冲击部队的头顶上炸弹像下雨一样。
　　川军新一轮的进攻又开始了。
　　就是否还能拥有富足的川西平原而言，百丈关之战是川军没有任何退路的战斗。
　　身经百战的徐向前意识到：对于红四方面军来讲，此战凶多吉少。
　　东、北、南三个方向，整团整团的川军黑压压地上来了。
　　天上的敌机一次又一次地俯冲投弹。
　　红军的阻击阵地上一片火海。
　　川军采取了集团冲锋的方式。在红军数十挺机枪的扫射下，公路和田地里躺满了川军官兵的尸体，但是川军的攻势依然没有减弱的趋势。在百丈镇东侧的桥头，红军临时修筑了堡垒，川军在攻击这些堡垒的时候，数次冲锋都没有取得效果。