兵暴发动的当天早晨，王德修带一营营部和一连、机枪连从凤县出发，途经双石铺，二连即跟随营主力出发。天黑不久抵达两当县城，与三连会合后宿营。营部驻妻政府西侧一个地主宅院，三连驻县政府内和西街，一连驻北街南端警戒东门，机枪连驻北街，警戒北门，二连驻南街。
晚九时左右，刘林圃、习仲勋、李特生在北街一个骡马店内主持召开营委扩大会议，吸收担任排长职务的党员参加。刘林圃以省委特派员身份宣布省委关于举行兵暴的决定。他在讲了全国和陕西的革命形势抬，特别提出，举行兵暴的时机和地，点是在两当进行，还是到达徽县、成县后进行，和大家商议。习仲勋等认为，还是在两当举行有利，避免夜长梦多，发生变故。营委遂决定兵暴在当夜十二时举行。具体分工是：一、二、三连连长，兵暴时由各连就地予以捕杀;非中共党员的排长，收缴武器后，带随队伍行动，待后处理。机枪连没有党员，由一连负责收缴其枪械;营部和县政府由三连负责解除。武装。行动结束后，在北门外集结，统一撤离。会议决定刘林圃担任军事指挥，营委书记习仲勋参与组织领导全营行动。
十二时许，兵暴一声令下，三个连同时行动，迅速将原任连长分别击毙，并按命令收缴了一些排长的枪枝;三连排长许天洁在击毙该连连长张遇时时，将同屋内一位营部副官一併处死。
午夜枪声，迅速在两当县城引起震动。营长王德修听到枪声，即带警卫班翻墙而出，又反身朝凤县方向逃去，待起义士兵赶到时，已人去房空。吕剑人带一连士兵包围了机枪连，因该连已有防备，并在房门口和房顶上架起机枪，一连士兵连续进攻未果。已到鸡叫时分，集合号响起，各连按规定到县北门外集合。当日，该营三个整连和机枪连部分兵力约三百多人被带了出来，兵暴初步成功。为了避免意外变故，营委决定兵暴队伍趁天未亮时撤离两当，因而只简单作了动员，队伍就顺着一条小河向北疾速进发。
●北进失利
在习仲勋等一批共产党人置身于国民党军队开展兵运、发动兵暴之时，全国革命形势正发生着重大变化，特别是西北地区的革命斗争，已进入了创建工农红军和革命根据地的崭新阶段。
一九三一年九月，中共中央作出《由于工农红军衝破第三次“围剿”及革命危机逐渐成熟而产生的党的紧急任务决议》，向非苏区的陕西等八个省提出“在某些武装斗争已经成熟的区域，集中力量发动那里的农民斗争，一直到游击战争”的任务。十一月二十五日，又致信陕西省委，指示加强发动农民斗争，建立红军，以发展到游击战争、土地革命和苏维埃的轨道上。十二月五日到七日，省委常委讨论了中央的决议和指示，作出《关于目前陕西党的中心工作的决议》。按照省委决议，党组织在渭北、陕北、陕甘边等地区积极开展游击战争，开闢新的苏区，创建革命武装。特别是刘志丹在陕甘边一带领导的农民武装，到一九三一年上半年发展到三百余人，组成南梁游击队。同时，中共山西省委领导建立的晋西游击队，在国民党军队的进剿下，西渡黄河，进入陕北，也发展到三百余人，改称陕北游击支队。一九三一年十月，这两支游击队在陕甘交界的林锦庙会合，编为西北反帝同盟军，后又正式改编为中国工农红军陕甘游击队，谢子长、刘志丹先后任总指挥。这是西北地区第一支以中国工农红军冠名的红军游击队，此时正艰苦征战于渭北地区。谚厢当兵暴发动之时，刘志丹已得到省委指令，带陕甘游击队一部进抵陕西礼泉、干县一带，准备接应习仲勋等领导的两当兵暴队伍。
习仲勋、刘林圃等率两当兵暴队伍，于第二天中午到达两当县以北的太阳寺，部队经过一天一夜的行军和作战，已十分疲惫，即传令就地休息，埋灶做饭。
饭后，习仲勋召集营委开会，讨论部队改编、干部配备和行军方向问题。会议决定，将暴动队伍改编为中国工农红军陕甘游击队第五支队。吴进才任支队长，刘林圃任支队政治委员，习仲勋任中共支队队委书记。陕甘游击队第五支队下编三个连：一连连长吕剑人，二连连长高祥生，三：连连长许天洁、副连长左文辉。会上还补充任命了几位排长。由于许天洁参加过渭华起义，懂军事，会打仗，不日即接替吴进才任支队长一职。
儘管一开始就确定兵暴成功后即将队伍开到陕甘边地区，与刘志丹率领的陕甘游击队会合，但是，在当时特定历史条件社会环境下，仍不免出现思想和认识上的分歧。若干年后，习仲勋曾谈到当时的复杂情况：“兵暴后，在队伍往哪里去的问题上发生了两种意见，一是主张解决驻在甘肃省徽县的二团团部后再去打游击;二是认为这是冒险计划，主张到陕西省麟游一带打游击。后来又有同志思想动摇，提出依存于军阀刘文伯休息整顿。但多数同志却认为，我们既然脱离杨虎城，再去投刘文伯，那又何必兵变呢?主张向长武亭口方向移动，最后与陕甘游击队会合。如果联繫不上，就开到三原县武字区，配合农民运动。”
按照预定计划，这支脱离国民党军阀统辖的武装，在两当县北的太阳寺举行了改编大会，宣布了中国工农红军陕甘游击队第五支队正式成立和干部任命。刘林圃站在一个石磨盘上高声发表讲话，他说，两当