在地形不理想的情况下，陈赓依然决定在神头岭打伏击。他利用神头岭梁窄、敌人队形不好展开的特点，命令部队埋伏在山梁两侧，成功地打了一个伏击。神头岭伏击战，以近距离奇袭的战法，共歼灭敌军1500余人，生俘8人，击毙和缴获骡马600余匹，缴获长短枪550支，以及大批军用物资。 陈赓正在和战友们清点战利品的时候，突然接到命令：刘伯承师长让他马上赶到师部去。陈赓赶到师部，见到了刚刚出狱的王根英。王根英说她是被周恩来同志营救出狱的。不久以后，王根英奔赴新的战场，任129师供给部财经干部学校指导员。1939年3月8日，在河北南宫前后王家的一次反“扫荡”作战中，壮烈牺牲于日军的刺刀下。

王根英牺牲后很长一段时间，陈赓都没有再考虑婚姻问题。领导和战友们都很关心他，刘伯承安排他到文工团去讲故事，由此陈赓认识了文工团员傅涯。两人经过三年的交往，在1942年结婚了。 抗日战争胜利结束后，蒋介石一面邀请毛泽东去重庆谈判，一面命令国民党军向解放区大举进犯。在山西，阎锡山部进攻晋东南解放区上党地区，占领了以长治为中心的6座县城。根据中央军委的命令，刘伯承、邓小平指挥晋冀鲁豫野战军发起上党战役。陈赓率领太岳纵队，夺取子长县，围攻长治城，激战老爷岭，对敌实行超越追击，共歼敌1万4千余人，活捉敌第19军军长史泽波。

陈赓黄埔一期的同学胡宗南，这时已是统兵50万的国民党军第一战区中将司令官，有“西北王”之称。1947年7、8月，陈赓部发起同蒲铁路作战，给国民党军以沉重打击。胡宗南继续调集精锐部队，向解放区发起新的攻势。这些军队武器精良，兵员充足，是蒋介石的嫡系部队。其中第1旅作为中路先锋，全部美式装备，指挥官的军衔也比一般军队高一级。旅长黄正诚是国民党军队中唯一的一个中将旅长。 陈赓率部发起了临浮战役，这次战役，全歼胡宗南的精锐部队“天下第一旅”等部共5500余人，打破了国民党军对太岳解放区的进犯，保卫了陕甘宁边区的侧翼安全。