陈谢集团选择的黄河渡口是孟津和潼关地段。这是黄河历史上的老渡口，原来是人来人往。自从抗战以来北岸成为解放区后，国民党封锁了渡口，长期不能正常摆渡通航，船只缺少。这里地势险峻，加上连日暴雨，河水猛涨，水流湍急。
陈赓得知后非常焦急，如果在河边耽搁时间，行动就难以保密。一旦南岸敌军发觉，增强防务，对我军渡河将非常不利。他派纵队情报科长到黄河边监视水情，并询问上游情况。当得知陕北没有下雨，黄河渡口水位很快就会下降，陈赓命令部队抓紧时间，准备强渡。
关于渡河，陈赓回忆道：我们渡河的地带是在三门峡左右，河水湍急，渡口很少，又值秋汛，水大浪高。对岸敌人筑有坚固的河防工事，又加强了警戒。他们不仅把渡船集中烧毁，驱使士兵日夜在河防工事中守备，而且强迫黄河南岸的居民组成河防队、听水队，有的地方甚至把狗都集中起来，随其士兵一齐巡逻，叫做“狗兵”。但是敌人的这些措施是挡不住决心打到外线去的人民军队的。
渡河是分左、右两个集团进行的。8月22日夜和23日拂晓，右集团在茅津渡以东，左集团在垣曲、济源间，先后发起了渡河作战。
左集团的指战员，机智地利用了黑夜和连天大雨，河水猛涨，浪大声喧，对岸看不见、听不清的机会，登舟起渡。在渡船将近对岸的时候，才发起了炮火轰击，巧妙地把偷渡和强渡结合起来，登上了对岸。
右集团在渡船很少的条件下，战士们制造了几十个大油布包，权当战船，一面划进，一面射击，冲过敌人的火力封锁，把敌人的守军打垮。有些精通水性的民兵，还组织了葫芦队，肩下系着葫芦，浮在水面，手中端着枪向敌人射击，掩护渡船前进。
由于动员深入，士气高昂，这次渡河战斗，两个集团都只用了半小时的时间就突破了黄河天险。