一、隴東敗退
扶眉戰役後，解放大軍於7月21日以後揮戈西上，具體部署是：“以十八兵團之兩個軍鉗制鬍匪，保障我後方的安全，集中我一、二、十九三個兵團及十八兵團之六十二軍共十個軍，追擊二馬，力爭殲其主力於平涼地區。以十九兵團附騎兵第二旅爲右翼，沿西蘭公路及其兩側向平涼攻擊前進；以一、二兵團爲左翼，分兩路平行北上，先取隴縣，直插平涼以西，斷敵退路，並打擊由蘭州、固原方向可能增援之敵。以十八兵團之六十二軍爲總預備隊。”（《蘭州戰役》）面對這一強大壓力，相互矛盾的“二馬”，戰、退難決。7月24日，馬步芳令其西北軍政長官公署副長官劉任在靜寧召開軍以上軍官的軍事會議，參加者包括馬繼援、馬步鑾、盧忠良、張寄亞（馬光宗軍的參謀長）、馬惇靖、王治歧等在內的20多人，會上互相指責，吵嚷不休。王治歧（隴南兵團一一九軍軍長）說，他在興平的失利是由於友軍沒按時支持造成的。長官公署作戰處長張渙祺則直言不諱地說，是馬副長官的寧夏兵團沒有執行長官部的命令造成的。會場氣氛緊張。劉任慌忙和解說：“張處長今天發言走火，幸好沒傷人。大家還是討論如何保衛西北、保衛蘭州的問題，同心協力，爲黨國爭光。”最後決定：改寧夏兵團爲隴東兵團，盧忠良爲指揮官，固守隴東、平涼；改青海兵團爲隴南兵團，馬繼援爲指揮官，與周嘉彬、王治歧、黃祖勳等部共守天水、隴西、定西等地，保衛蘭州。命令“寧馬”以平涼爲中心，從東北到西南，構成弧形防禦地帶，進行死守。“青馬”由安口西移六盤山，待機實施迂迴，胡部則從秦嶺出擊，共同協力，擊破解放軍。“寧馬”立即覺察，此一計劃乃是讓自己打頭陣，“青馬”則保存實力，坐享其成。於是盧忠良會後電覆不接受指揮官的任命，並眼見解放軍主力已經壓過來，勢不可當，即於7月27日棄守平涼，西撤至瓦亭、三關口一帶。7月28日，則有固關之戰。
固關位於隴縣西北的陝甘交界處，山勢險要，地形複雜，歷來爲秦隴要衝。馬繼援命令騎十四旅、騎八旅共8個騎兵團的兵力，集結於固關、關山嶺、馬鹿鎮一帶；並以在這兩個旅的後方莊浪、靜寧、隆德等縣，集結第一百師、二四八師、一九○師和一二九軍的兩個師，共5個師的兵力，準備增援，企圖聚殲進攻的解放軍。騎十四旅旅長馬成賢，將一、二兩個團佈置在第一防線，將旅直屬隊和地方保安團佈置在第二防線，指揮部設在固關鎮右後邊高地上。28日拂曉，解放軍開始攻擊，第一炮就命中馬成賢的指揮部，幾個通訊兵遭受傷亡。解放軍英勇衝殺，出現白刃戰。馬成賢向騎八旅馬英求援，馬英答以“我已出動，你們堅守最後五分鐘”，實際按兵不動。之後，馬成賢受傷，以騎兵30名護送後方醫治。雙方戰至上午11時，“青馬”全線潰退，紛紛向西南山溝逃竄，多被解放軍追及而被俘，最後全旅被殲，只有馬成賢漏網。
固關鎮解放後，馬繼援再未作抵抗，即西撤定西、蘭州。“寧馬”則以十一軍後撤至固原東南之任山河一帶佈防，並以保一縱隊退守固原，以爲爾後主力向寧夏撤退時的掩護部隊，一二八軍撤至固原的大灣一帶。七月底，馬步芳給盧忠良打電話說：“你們的主席將要發表爲甘肅省主席，現在要好好打，不能再退了。”同時又派慰問團前來慰問，師以上軍官，每人發鍍金獎章一枚。接着，馬鴻逵自廣州給盧忠良電話說：甘肅主席發表了，在三關口要抵抗一下。於是有“寧馬”任山河阻擊解放軍之戰。
盧忠良以4個師的兵力，在任山河村、鸚鴿咀、羅家山、哈拉山等處構築工事，組織防禦，掩護其一二八軍在瓦亭、三關口之防禦線的側翼安全。8月1日拂曉，解放軍十九兵團六十四軍以3個師的兵力發起總攻，到下午1時許，其他陣地均被攻克，唯羅家山戰鬥激烈。此山較高，形勢險要，爲馬部十一軍任仰賢團防守。經過反覆衝殺，下午4時許，“寧馬”不支，陣地相繼崩潰，部隊失去控制，紛紛後逃，被殲5000餘人，重武器幾乎全部丟棄。同日上午，三關口被解放軍一舉攻佔，一二八軍潰退，下午，瓦亭陣地亦丟失。入夜，盧忠良下令全軍後撤，夜11時退到固原，與十一軍會合，即向寧夏撤退。時兩個軍在一條公路上互相搶路，混亂達於極點。由於解放軍十九兵團主力翻越六盤山，意在分割“青馬”與“寧馬”的聯繫，未對“寧馬”繼續追擊，故盧忠良部得於8月9日左右逃回寧夏。
至此，“青馬”、“寧馬”即被解放軍分割，其各個被殲的命運即將到來。
二、蘭州慘敗
前述馬步芳、馬鴻逵到廣州，是參加李宗仁召集的“西北聯防會議”，閻錫山、顧祝同和胡宗南的代表亦參加這次會議。會上策劃了蘭州決戰計劃，國民黨的如意算盤是以“青馬”固守蘭州，吸引解放軍主力於蘭州城下，然後“寧馬”出寧夏、胡宗南出隴南，三方合擊，加以空軍大力支援，一舉擊潰解放軍在西北的主力。而多年夢寐以求，剛將西北統治大權抓到手的馬步芳，更是野心勃勃，妄圖一戰轉敗爲勝，轉危爲安，以穩坐幾年“西北王”。但他們這種一廂情願的幻想，早在解放軍彭德懷司令員預料之中。8月4日，彭德懷發佈進軍蘭州殲滅“青馬”的作戰命令，確定如下之部署：以二兵團之三個軍和十九兵團之兩個軍分兩路包圍進攻蘭州；由一兵團附六十二軍突破敵右翼向其青海老巢迂迴……直取西寧；另以十九兵團的六十四軍在固原一帶向寧馬佯動，並準備阻擊來援之寧馬；以十八兵團主力及七軍等三個軍沿川陝公路前進，以鉗制鬍匪。這樣，就給青馬布下了天羅地網，使其無法逃脫被殲的命運。（楊得志、李志民：《和彭老總的又一傑作——西北戰場的決戰》）
蘭州是西北重鎮，不僅是扼制青海、河西走廊、新疆及寧夏的樞紐，也是蔣、馬統治西北的軍事、政治中心。她南有以皋蘭山爲主峰的南山爲屏障，北臨滔滔黃河，河之北又是一道北山爲阻，蘭州城則在山水屏障環繞之中。所以，無論攻與守，均以山、河爲重點。馬步芳此時集中其精銳部隊5萬人於蘭州，根據地形作如下部署：東以東崗坡爲據點，由第一百師譚呈祥部把守衝要，並預計此爲與解放軍最先接觸點。西以狗娃山爲據點，由一九○師馬振武部把守。南以皋蘭山爲據點，沿沈家嶺一帶，由二四八師韓得勝部把守。北面黃河河防由八十二軍、一二九軍的直屬騎兵團扼守。以一二九軍的楊修戎師、馬璋師爲總預備隊。蘭州外圍的佈置是：以九十一軍、一二○軍、八十一軍共兩萬餘人爲左翼，在靖遠、景泰沿黃河防禦；以新組建的騎兵軍韓起功部約兩萬人爲右翼，控制臨洮、臨夏地區；將重炮設於城東郊的東崗飛機場。馬繼援的司令部則設於黃河北岸白塔山麓的金城關，同時急調駐新疆的騎五軍馬呈祥部馳援蘭州。在蘭州城關，則加緊對人民的鎮壓。組織城防警備司令部，以趙瓏爲司令，便衣特務遍及全城，專門對付和進步人士，叫囂“寧錯殺一千，不讓走脫一人”，羣衆稍涉嫌疑，即行抓捕，酷刑拷打甚至槍殺。在蘭州大學，按黑名單捕殺了許多青年學生。對全城均實行逐戶搜查，限制羣衆的居住和行動自由，以防內變。如此嚴密部署，馬步芳父子滿以爲堅如鐵桶，馬繼援揚言“決心與蘭州共存亡”。
人民解放軍在彭德懷率領下，突破馬家關山防線，翻越六盤山，挺進千里，沿途解放30餘縣。8月20日，二兵團和十九兵團會師於蘭州城郊，從東、西、南三面包圍了蘭州。而一兵團於22日解放臨夏，騎兵軍韓起功部聞風喪膽，不戰自潰，馬部喪失了守蘭州的右翼。解放軍於21日對蘭州“青馬”陣地進行了一次試攻，出動9個團的兵力進攻，但因對地形不熟，不清楚“青馬”火力部署，沒帶炸藥，也沒組織步炮協同，雖然給馬部一些殺傷，但並未奏效。後經重新準備，偵察地形，研究戰術，配備大炮，於25日拂曉發起總攻。東崗坡首先接觸，譚呈祥師死守不退。皋蘭山遭到炮擊，第一線陣地被摧毀，中午，第二四八師譚騰蛟團的防地沈家嶺動搖，其主陣地上、下狗娃山被攻佔。下午，營盤嶺、古城嶺、竇家山、馬架山陣地相繼被攻佔。“青馬”指揮官用機槍和大刀督戰，驅兵連續向解放軍發動反衝擊，每一道壕溝、每一道峭壁、每一個陣地，都經雙方反覆爭奪，多次拼刺、肉搏，但終於難以抵擋解放軍的英勇攻擊，被擊破的缺口，越來越大。滿山遍野，紅旗飄揚。西線深入於七裡河、雷壇河一帶的解放軍直撲西關，“青馬”軍心大亂，全線動搖。