1947年秋，经过
晋察冀军区部队的连续打击，国民党北平（今北京）行辕被迫将所部主力5个军收缩于北平、天津、保定三角地带，以1个军驻守石家庄地区，企图依托铁路线，确保平、津、保战略要地。9月中旬，
东北民主联军发起秋季攻势作战，国民党政府主席
蒋介石令北平行辕抽调5个师至北宁铁路（今北京―沈阳）沿线或出关增援东北。
晋察冀野战军司令员
杨得志、第一政治委员
罗瑞卿、第二政治委员
杨成武遵照中共中央军委和晋察冀军区指示，决心在平汉铁路（今北京―汉口）保定以北地区发起攻势作战，调动和歼灭国民党军一部，策应东北民主联军的秋季攻势。遂率所部第2、第3、第4纵队和炮兵旅及冀中军区独立第7、第8旅向保定以北地区出击，采取
围城打援战法，以一部兵力围攻徐水，吸引国民党军增援，以主力集结于徐水东北地区，寻机歼灭国民党援军。
1947年10月11日黄昏各部队开始行动，至12日晚，攻克北河店至徐水间铁路沿线国民党军据点多处。第2纵队第4、第5旅及第3纵队一部达成对
徐水的包围；第3纵队（欠1个团）、第4纵队、独立第7旅等部于徐水以北烟台、芦草湾、三台镇地区开辟了打援战场；第2纵队1个团占领徐水城南漕河沿岸，向保定方向警戒。13日，攻城部队占领徐水车站及南北城关，并猛攻城垣。14日，第5旅一部一度突入城内。
当日，国民党保定“
绥靖公署”为解徐水之围，急调第94军等部6个团，在战车第3团配合下由涿县（今
涿州）向
固城方向推进；第16军4个团由霸县（今
霸州）向
容城方向推进。晋察冀野战军以一部兵力继续围攻徐水，以一部兵力阻击由容城向徐水增援的第16军一部，集中主力求歼由固城西援的第94军第5师等部。因援军队形密集，经4天激战，双方在徐水、固城、容城之间形成胶着状态。
为打破僵持局面，晋察冀野战军决定调整部署，诱援军西进，以便在运动中寻机歼灭。此时，坐镇北平的蒋介石以为晋察冀野战军兵力不足、已陷于不易脱身的被动境地，急令驻石家庄的第3军军长
罗历戎率所部第7师及第16军第22师1个团北上保定，企图南北夹击晋察冀野战军于保定以北地区。
1947年10月17日黄昏，晋察冀野战军在西进途中获悉第3军北援，野战军领导人根据
晋察冀军区司令员兼政治委员
聂荣臻关于“勿失良机”、南下歼敌的指示，当即作出部署：以主力隐蔽南移，出敌不意，在运动中求歼第3军于保定以南清风店地区；以第2纵队第5旅，第3纵队第7、第8旅和独立第7旅伪装野战军主力继续围攻徐水，并抗击北面援军；以冀中军区独立第8旅及沿线民兵尾随第3军北上，迟滞其前进，阻击其后撤，为主力南移和聚歼该军创造条件。第4纵队、第2纵队第4、第6旅及第3纵队第9旅立即隐蔽由徐水地区南下，一昼夜急行军100余千米，于19日晨到达保定以南方顺桥、
阳城镇附近预定作战地域。午后，第3军1.3万余人进至
清风店镇地区时，觉察到威胁严重，仓促转入防御。
当晚，第4纵队从东、北两面，第6、第9旅从西面，第4旅、独立第8旅从南面向清风店攻击前进，对第3军达成合围。20日拂晓发起攻击，将其逐步压缩至南合营、高家佐、东西同房、东西南合之间狭小地区，并进行分割围歼。第3军一面加紧构筑工事，固守顽抗；一面向北平、保定求援。21日，
晋察冀野战军第10旅首歼其第7师第19团主力于南合营；第9旅攻克高家佐，歼第66团1个加强营；第11旅攻克东西同房。据守东南合的国民党军慑于被歼，于中午退集西南合。第6旅乘敌收缩，突破其防御阵地，控制了200米的突破口。22日凌晨，各旅在强大炮火配合下，向西南合第3军核心阵地发起总攻，激战至中午，全歼第3军军部、第7师主力及第22师1个团，俘罗历戎。
在此期间，蒋介石严令徐水以北的第16、第94军等部南下，解第3军之围。晋察冀野战军在保定以北担任阻援的4个旅，于
麒麟店、
芦草湾、北张村一线顽强阻击，两昼夜连续打退国民党援军的多次进攻。而后采取运动防御，将其阻止于徐水以北，保障了清风店歼灭战的胜利。
此役，共歼灭国民党军1.7万余人，内俘1.1万余人，击落飞机1架，对扭转华北战局起了关键性作用，为而后夺取
石家庄创造了有利条件，并策应了东北民主联军的秋季攻势作战。