一九六七年，毛主席亲自领导的文化大革命进入了关键的一年。一月二十三日，毛主席发出“人民解放军应该支持左派广大群众”的号召，人民解放军全面介入地方的文化大革命。三月，中央军委对全军有关部队实施换防。谢振华奉命率69军从河北保定移驻山西，执行三支两军工作。这是谢振华第四进山西，是最后一次，也是时间最长的一次。
他这一次率部进驻山西，主要任务是为了稳定山西的局势，制止武斗，维护社会秩序，保证工农业生产不受干扰，减少人民群众生命财产的损失。
但是，山西的造反派在革委会成立后分裂成为拥护刘格平的红总站和拥护张日清的红联站，为了争夺山西的权力而大大出手，大规模的武斗此起彼伏，工农业生产遭到严重破坏，社会秩序非常混乱。有的群众组织甚至冲击部队驻地，抢劫解放军的枪支弹药。
山西局势的恶化，引起了中央的高度重视，决定召开会议解决山西问题。周总理强调要严禁打、砸、抢、抄、抓，立即制止武斗，拆除一切武斗工事，不准冲击军事机关，不准楸斗、围攻解放军指战员。中央还决定整个山西驻军的三支两军工作由省军区交给69军领导。
一九六九年八月至九月，谢振华奉中央命令，在北京清河地区举办两大派头头学习班，还有原省委、省人委机关和十三个厂矿及基本建设单位的两派干部、头头几千人叁加。通过学习班，抑制了派性的膨胀，为日后彻底解决山西问题创造了良好的开端。
一九六九年九月，山西省委第三届党代会选举并报中央批准，谢振华被选为山西省委第一书记兼省革委会主任。同时，中央军委也任命他为北京军区副司令员兼山西省军区司令员、省军区党委第一书记，谢振华正式主持山西省党、政、军全面工作。
谢振华在山西开始了艰难的拨乱反正工作。他根据七二三布告，经中央军委批准，调动了北京军区驻晋各部队及从河南调入的第一军一个师共二十多团的部队，组成上百个宣传队，由数十名军、师领导干部带队，深入到各地、县宣传布告精神，努力促进两派的大联合。
经过二十多天的工作，收缴了七万余件武器，拆除了武斗工事，解散了武斗队数千人，平息了武斗，山西的局势基本上得到了控制。
接着，谢振华认真落实干部政策。他对县以上的领导干部进行全面的了解和考察，做到心中有数。他直接抓原省、地、市领导干部的重新使用工作，不到三年，全省县级以上领导干部百分之九十得到复职，成为当时全国落实干部政策最早最好的省份之一。
谢振华坚持党性，顶住四人帮批判所谓“唯生产力”的压力，坚持抓工农业生产和落实党在农村的各项政策。经过真抓实干，山西一九七零年粮食产量第一次在历史上突破百亿斤大关，工业产值也接近历史上最高水平。
一九七四年春，四人帮把歌颂共产主义风格的晋剧【三上桃峰】歪曲成“为刘少奇反革命修正主义路线翻案的大毒草”，并借机打倒了谢振华，罢免了他在山西的一切职务。直到一九八七年，在邓小平、陈云的关怀下，他才得到彻底的平反。
