中央紅軍遵照中央政治局決定的戰略方針的作戰目標，在以毛澤東為首的三人團英明領導下，3月12日，紅軍主力在平家寨、楓香壩、花苗田地域集中後，向仁懷、長幹山地域轉移，準備在運動中調動敵周渾元縱隊，集中優勢兵力在運動戰中消滅之。可是，駐守在仁懷魯班場地域之周渾元縱隊第五師、第九十六師，按照蔣介石“不得擅自進退、務期共同一致完成使命”的手令，在魯班場地域不敢擅自行動。3月13日，朱德命令紅三軍團出擊泮水的黔軍猶禹九部，調動周敵出來援助；在此同時，紅軍各兵力開始向魯班場方向運動。一軍團從花苗田向平家寨、井壩移動；14日五軍團到達分水嶺、九軍團抵壇廠、三軍團各部也已到達指定地區。14日21時，朱德命令各兵團：“我野戰軍決心以全部力量於明15號絕不動搖的堅決消滅魯班場之敵，以粉碎敵人新的圍攻，轉移整個戰局。”“各軍團應即完成一切作戰準備，並依中央總政治部訓令進行戰鬥鼓勵，各軍團除九軍團外，均應於明15號4時吃飯完畢，準備作戰。”22時，朱德又發出了15日作戰部署的電令。指出，周敵有3個師現駐魯班場、三元洞地帶，其主力在魯班場，似有第十三師之一部在觀音場；吳敵兩個師明天有到楓香壩之可能；王敵可能固守岩孔、泮水、新場地域。據此規定明日各部隊動作是：以第一、第三軍團主力限15日12時以前趕到魯班場作戰，幹部團為右翼隊、取道壇廠、由北向南突擊魯班場敵左側背及左正麵；以第五團主力出分水嶺，由西南協同第一軍團突擊魯班場之敵，第三軍團兩個團從魯班場、三元洞之間突擊，並向第一琿團主力靠近；第九軍團主力15日9時前趕到壇廠，作為全軍總預備隊，其另一人團15日12時前趕到楓香壩以東地區佯動，阻滯吳敵西進。電令指定：野戰軍此次行動作戰，除總預備隊外，各部均歸第一軍團首長林彪、聶榮臻指揮。其時，周渾元依據蔣介石的命令，在戰術上也發生了變化。他命令在魯班場地域的第五師、第九十六師部隊趕修工事，並指揮在西安寨、三重堰、打鼓新場的黔軍各部向魯班場地域運動。吳奇偉縱隊兩個師過烏江後向鴨溪地域開進。但是，這時蔣介石仍命令周、吳“不可隨意輕進”，必待敵情明了，“方可大舉。”在第十三師抵達壇廠後，經魯班場向三元洞開進，企圖阻止紅軍向西南轉移。當13日晚上周渾元得知紅軍主力並未向西南開進，而是由井壩、永安寺方麵向西移動情報後，判斷有對他決戰的意圖，即決定集結主力，利用魯班場周圍地形和修築工事，固守決戰，並急令第十三師速從三元洞回魯班場，14日午後抵達魯班場西南地域一帶陣地固守，並以一個師作為縱隊預備隊。
其時，毛澤東和軍委，依據偵察到的周敵指揮機關判斷紅軍作戰的部署情況和敵情，向各兵團作了通報。3月15日2時，擔任魯班場戰鬥前線總指揮的林彪、聶榮臻，判斷周縱隊現分據守觀音場、魯班場、三元洞，其主力在魯班場，對戰鬥作了具體部署：我野戰軍決於15日堅決消滅該敵，一軍團及幹部團本日首先消滅觀音場之敵，然後協同三、五、九軍團會攻魯班場；第十三、十團應於本日10時向三元洞之敵突擊；五軍團在三元洞附近之一個營及偵察連，有吸引敵人於三元洞附近之任務，應以各種手段偽裝主力，並於本日7時開始佯攻三元洞之敵；五軍團主力應於本日10時以前到達魯班場附近，以小部向敵進行戰鬥偵察，選擇攻擊點，並阻礙敵築工事，如敵向觀音場移動則極力抑留之，待一、九軍團到達魯班場附近後，則協同一、九軍團及第十一、十二團猛攻魯班場之敵。
林、聶依據現場偵察得知，敵情又起變化，“周敵全部集結於魯班場”，並且“敵工事有一部分完全配行很緊縮”，“我主要突擊方向均密林，不易運動，且甚狹”，因此決定：“須15時後始能開始總攻。”並電告朱德司令員。16時林、聶又命令三、五軍團，立即移至魯班場東北地域，“在第二師後推進，並相機加入戰鬥”。當戰鬥進行到20時，林、聶又電告三、五軍團“本日戰況無進展”，“不宜與敵對峙”，“在適當地點整理，並向魯班場以東與我們靠攏”。同時，林、聶電告朱司令：“現敵由三元洞方向向我右翼高山運動。”“在這種情況下，我們建議應轉移地區，以一軍團之教導營附兩個工兵連立即襲占仁懷茅台。”“現令各師為單位集結整理，派一小部分擾襲敵人。以幹部團占領大路附近陣地，保障此路在我手；並令五軍團及彭雪楓部即向魯班場東靠攏。”
三人軍事小組和朱德接到林彪，聶榮臻前線電後，同意了林、聶建議，於20時30分電告前線總指揮林彪、聶榮臻：“著令你們教導營附一軍團之兩工兵連及幹部團之19分隊電台，限明16日拂曉趕到茅台河至小河一段架設浮橋3個，並偵察徒涉場。”“我已令上幹隊有九軍團的兩連今夜去襲占仁懷。”同時，繼19時命令九軍團領受新任務後，又令九軍團羅炳輝、蔡樹藩：我野戰軍今日圍攻周敵未能解決戰鬥，敵仍固守魯班場陣地，黔敵約兩團由岩孔尾追我十團、十三團至永安寺附近。我野戰軍決定今夜轉移到茅台、仁懷、壇廠、小河口地域，限明16日午前到達，並襲取仁懷，在茅台小河口地段架橋，以幹部團及五軍團一部掩護撤退。“九軍團明16日應在倒流水、長於山、桑樹彎地段，有力的節節遲阻吳敵前進，以掩護主力轉移，並準備明晚到桑樹彎待命轉移。”
15日23時，朱德電告林、聶：我刻令肖勁光、莫文驊率上幹隊及第七團兩工兵連馬上由壇廠出發，經兩路口於明16日拂曉相機襲仁懷。1小時後，朱司令又命令林、聶：奪取仁懷關係我軍轉移很大，無論一、三軍團有較集結部隊均須馬上派出，期於明16日晨襲得仁懷。林、聶在接到軍委電令後，立即電告能戰部隊的三、五軍團首長：軍委來電，我軍乘夜轉移至茅台仁懷兩路口之線。現決定左翼一軍團及幹部團沿大坪撤茅台右翼，三軍團主力之一部掩護五軍團，一軍團之一部掩護三、五軍團，各軍團須於明拂曉前撤退完畢。
在魯班場戰鬥打響後，山頂堡壘中敵人居高臨下，封鎖紅軍前進道路，紅軍與白軍激戰。其時，薛嶽又派出飛機轟炸紅軍陣地。下午，在魯班場西南地域的白家鎮陣地上，紅二師五團與白軍五師二十七團展開了白刃戰，雖然經過反複肉搏攻下了白家鎮堡壘，但紅軍傷亡同敵軍一樣過大。在團標寺陣地上，紅一師與敵九十六師三十團派戰至晚上，毫無進展。這時，黔敵何知重3個團從永安寺尾追過來，吳奇偉的兩個師已北渡烏江向花苗田地域開進，川敵郭勳祺部從遵義向平家寨開進，周部第十三師已從三元洞出發向魯班場增援。其時，毛澤東看到紅軍不能速戰速決速勝，而各路白軍又即將至，紅軍又有很大傷亡，為保存軍有生力量，於當晚果斷決定撤出戰鬥，命令紅軍全部連夜向仁懷、茅台方向赤水河邊轉移。
魯班場戰鬥，對紅軍來說，是一個攻堅消耗戰。這種戰鬥是紅軍應該盡可能避免的。但是，誰也不是神機妙算的“諸葛亮”。若戰鬥對己不利時，則應立刻撤出戰鬥。這才是一個高明的指揮員。魯班場戰鬥就是這樣高明的指揮員指揮的。魯班場戰鬥給紅軍以深刻的教訓。這就是：要打破當時十多倍於紅軍的敵軍的重重包圍，在黔北這樣相對小的地域調動敵人，在運動戰中集中優勢兵力消滅其一部或幾部，以達到粉碎敵軍圍攻，實現紅軍的戰略方針，是遠遠不夠的。再加上敵軍戰略戰術上的變化，更增加了在運動戰中調動敵人加以消滅的難度。因此，必須在更大更廣闊的雲貴川廣大地區來調動敵人，捕捉戰機，尋求新的機動，在運動戰中殲敵，以打破敵人“圍剿”。古人雲：兵貴神速，避實就虛，以走製勝等。這時，毛澤東把古今一理的戰術原則，靈活機動地運用到粉碎蔣介石對紅軍“圍剿”戰爭中去，以打破敵人“圍剿”。