登機前發生了一個小插曲。時任美軍駐延安觀察組聯絡員的黃華，每次美機抵離延安都要到機場去查看情況。這一天，他照例來到機場，一下子看到這么多負責同志，很是驚奇，一打聽才知道這次空運的情況。黃華心里有些緊張，因為乘客中有通曉俄語的，但沒有人懂英語，擔心如果飛行中有緊急情況發生，我們的負責同志與美軍飛行員不能溝通，就會很危險。于是，他向楊尚昆提出隨機行動，陪他們飛到太行。楊尚昆說：“你的建議很好，那就請你走一趟吧。可是降落傘只有20副，你沒有這個，很危險啊。”黃華說，不至于的。于是他就登機成為了第21名乘客。事實證明，黃華在飛機上確實發揮了作用。飛行途中，有一段路途飛機突然升高，大家都不知道怎么回事，便問黃華。黃華用英語同美軍駕駛員談了幾句后，告訴大家說：“現在是過同蒲鐵路，美國人說這一帶可能有日軍的高射炮陣地，為了避免不測，還是將飛機升到他們的射程以外。”這才打消了大家的擔心。
有驚無險的空中之旅
這架飛機是美國制造的道格拉斯貨運機，屬于當時美軍駐延安觀察組。一般每周或半個月在西安和延安之間往返一次，為觀察組運送東西。飛機是綠顏色，有兩個螺旋槳，艙門很矮。據楊得志后來回憶，這架飛機的大門關不嚴，起飛時螺旋槳還要靠人推動，機艙的小窗口底下是鐵座位，機艙板是弧形的，乘客坐在機身兩側的條凳上，坐下去直不起腰，頭也抬不起來。但這種飛機最大的優點是安全，只要有塊較大的平地就可以降落。
由于這次空運有些冒險，所以黨中央、毛澤東采取了許多的防范措施。8月24日夜里才逐個通知相關人員于次日上午9時前趕到延安關東飛機場，只許一個人去，參謀和警衛人員都不許帶，也不準其他同志去送行。毛澤東非常關心這次特殊飛行的安全，派葉劍英和中央軍委秘書長楊尚昆到機場親自檢查并組織登機，要求每個乘機者務必都要帶上降落傘。同時，通知太行軍區在目的地機場做好了接機準備。
飛機一路顛簸，4個多小時后終于到達目的地上空。降落的地點是山西東南黎城縣的長寧臨時機楊。所謂長寧機場，其實僅有一條黃土筑就的跑道而已，飛機每次降落時都要用點燃的火堆作導航。8月24日，太行軍區司令員李達接到中央要求接機的電報，說劉鄧25日上午到達。他立即率領一個騎兵排星夜趕到長寧，準備好柴草、火堆、午飯、開水、西瓜等。25日中午時分，在長寧臨時機場飛機跑道兩側，30多名八路軍戰士持槍警戒，并在跑道兩側燃起了3個柴草堆。滾滾濃煙，直沖藍天，向飛機發出著陸信號。
當飛機平安落地后，李達即帶人迎了上去。劉伯承、鄧小平等晉冀魯豫的同志打趣地說：我們到家了，請大家到家里做客，休息休息。陳毅是個樂觀派，拿出一副撲克牌招呼薄一波說：“來，邊吃邊打嘛！”黃華因為要隨飛機返回，陳毅還開玩笑地對他說：“好，再見了，黃華同志，你坐你的洋飛機，我打我的土撲克。”與此同時，當飛機平安到達目的地的電報傳到延安后，葉劍英心中的一塊石頭終于落了地，立即轉報毛澤東。毛澤東遂決定飛赴重慶，與蔣介石展開談判。
這次絕密空運，使共產黨本來至少需要兩個多月艱苦跋涉的輸送任務，在半天之內即告完成，其時間甚至早于美軍開始空運國民黨先遣人員去接受日偽軍投降。這些久經戰場考驗、善打勝仗的將領，先敵一步到達戰區，迅速集結主力，編組野戰兵團，開始從容地選擇戰場和戰機。如劉、鄧下飛機后，即由黎城星夜趕到一二九師司令部駐地河北涉縣赤岸村，抓緊部署上黨戰役。上黨戰役的勝利，痛擊了蔣介石的內戰氣焰，有力地支援了以毛澤東為代表的黨中央在重慶談判中的立場。陳毅、林彪等在分頭趕赴華東、東北戰場后，也迅速展開部署，波瀾壯闊的解放戰爭由此展開。