高树勋本来就对蒋介石在国民党军队内部重用嫡系、排斥异己有所不满，尤其是蒋介石无端挑起内战，驱赶他们这些非嫡系部队做反共内战的先锋，假共产党之手消灭异己的做法更是反感。

　　早在9月上旬，高树勋就派战区总部参议王定南，秘密来到上党战役前线指挥部面见刘伯承、邓小平，并转交高树勋给彭德怀的一封亲笔信，言明自己不愿内战。邓小平当时指示王定南：为了在政治孤立蒋介石，首先要争取受蒋排挤、歧视的非嫡系部队，尽一切可能争取国民党将领站到和平、民主的旗帜下面来。

　　9月20日，刘、邓联名电告党中央和军委，提出要充分利用矛盾，争取蒋介石非嫡系部队中立，以便专力对蒋的建议，中央书记处复电同意刘、邓提出的方针，指示加紧在西北军中进行工作。

　　根据中央的指示精神，刘伯承亲自给高树勋写信，欢迎他派人来联系。

　　不久，刘伯承接到高树勋写的回信，在表示自己反对内战的同时，高树勋在信中提供了国民党军队关于华北作战的军事情报。

　　10月25日，刘、邓再次召见王定南。

　　邓小平指示王定南说：高树勋已经开进邯郸以南的马头镇，毛主席指示我们，要不惜一切代价拦阻高树勋这3个军的北进，这是我们当前严重的战略任务。你现在回去立即劝说高树勋将军，就地起义，配合我们完成阻止国民党军队北上的战略任务。

　　刘伯承补充道：这正是高树勋将军走向革命的大好时机，他要当机立断。

　　高树勋沉思良久，有些犹豫。仓促起义，蒋介石肯定不会放过自己在徐州和西安的家眷。王定南10月28日凌晨，再次去见刘、邓，说明了高树勋的顾虑。

　　刘、邓当即表示，对高夫人和其他军官家属安全问题，会立即请示中央设法解决。

　　1945年10月30日，刘、邓为此事专电中央，“请加快派人往徐州接出高树勋、王定南二人眷属至我地区并护送来此”，又转告八路军驻西安办事处，帮助妥善解决高树勋在西安子女及亲属的安全问题。

　　毛泽东和党中央即刻电令新四军第4师张爱萍部，设法将高树勋的家属送往河北。张爱萍不敢怠慢，立刻命淮北行署公安局便衣大队派出精干人员三进徐州，终于接出高夫人一行。

　　高夫人出城不久，蒋介石即派出宪兵4团空降徐州，企图把高夫人等接往南京，以为人质，终归是晚了一步。在毛泽东和党中央的关怀下，高夫人等由专人护送到河北武安伯延，与高树勋团聚。高树勋见到亲属，再无后顾之忧，连声称赞共产党、八路军言而有信，真了不起。

　　为了促成高树勋最后定下起义的决心，在刘、邓首长的亲自组织下，经王定南牵线，军区参谋长李达冒险穿过火线与高树勋面谈，李达、王定南到了高树勋的指挥部，发现高部看见所有的汽车、马车都是头向南，准备撤退的，这说明高树勋已经非常厌战了。

　　见面后，一拍就合。高树勋决定起义，并且第二天就实行起义，把部队开向西北面的解放区。

　　10月30日，高树勋率新8军及河北民军万余人，在马头镇正式宣布火线起义，声明脱离国民党阵营。

　　起义的第二天，司令部商定，邓小平、李达留在指挥前线作战，刘伯承在新华社、《新华日报》负责人朱穆之等人陪同下，到马头镇慰问高树勋。

　　刘伯承首先向高树勋转达了毛泽东、朱德同志的来电，对他高举义旗、反对内战、主张和平的正义行动给予高度评价，并向他本人及所有将士表示欢迎和慰问。

　　高树勋非常激动，说道：“承蒙朱德、毛泽东先生和刘将军如此错爱，我将万死而不辞。”

　　刘伯承问高树勋：“不知高将军还有什么问题需要我们帮助解决?”

　　高树勋迟疑了一会说：“这次和我一同北上的40军军长马法五、30军军长鲁崇义，过去都是西北军同仁，希望新8军起义后，不要再打他们。”

　　高树勋想的过于天真了。这是两军交战，讲不得“朋友义气”。

　　高树勋率部起义后，战役立即发生逆转。国民党军心受到很大震动，丧失了固守的信心。这时，刘伯承判断被围之敌必然向南突围，便故意网开一面，放开敌人的退路，将我军主力调至漳河以北敌退路两侧，于运动战中歼敌孙连仲部两个军计2.3万余人，生擒第11战区副司令兼40军军长马法五，缴获山炮、火箭炮310门，轻重机枪1719挺，步枪9248支，获得平汉战役的全胜。

　　时隔44年之后的1989年，中央军委主席邓小平接见编写第二野战军战史的老同志时，客观公正地评价了高树勋起义：

　　“平汉战役应该说主要是政治仗打得好，争取了高树勋起义。如果硬斗硬，我们伤亡会很大。没有他起义，敌人虽然不会胜利，但是也不会失败得那么干脆，退走的能力还是有的，至少可以跑出主力。他一起义，马法五的两个军就被我们消灭了，只跑掉三千人。”