2月18日西路軍與馬家軍數萬人在倪家營子苦戰。擊斃青海循化民團旅長韓誌良、團長馬中良，100師騎兵旅長馬樸等。
2月21日西路軍離開倪家營子東返。
2月25日西路軍行至西洞堡，全殲尾追之敵憲兵團，擊潰敵騎兵旅。繳槍1200餘支和大批物資。陳昌浩又提出重返倪家營子，建立甘北根據地。徐向前提出了反對意見，但無濟於事，西路軍又返回倪家營子。
2月27日西路軍再次被馬家軍包圍在倪家營子，在此奮戰9晝夜。
3月5日西路軍總部及剩餘部隊3000多人突出重圍向祁連山方向轉移。
3月12日西路軍在黎園口又遇敵人堵截。激戰中我軍再次受到重大損失。原紅9軍政委陳海鬆英勇犧牲。陳昌浩承認西路軍遭到失敗，向中央發出西路軍危急的電報。中央隨即以紅4軍、紅28軍、紅31軍、紅32軍及騎兵1個團組成援西軍，任命劉伯承為司令員，聲援西路軍。任務是“調動二馬，接出西路軍，共返東岸，不可向西，因為現在已經明白西麵是不能生存的。”
3月13日紅30軍88師師長熊厚發身負重傷，部隊來到康隆寺。敵騎兵緊追不舍，戰鬥中264團、263團大部分戰士壯烈犧牲。
3月14日西路軍軍政委員會在石窩山召開緊急會議，決定：
陳昌浩、徐向前回陝北向中央彙報。剩餘部隊由李卓然、王樹聲、李先念等人組成西路軍工作委員會，領導打遊擊。李先念負責軍事領導，李卓然負責政治領導。部隊組編三個支隊。李先念、李卓然、程世才率左支隊西行。王樹聲、朱良才等率右支隊連夜向康隆寺進發。畢占雲、曾日三等率第三支隊在祁連山中打遊擊。
3月15日第三支隊與搜山之敵遭遇。曾日三和大部分同誌在戰鬥中犧牲。張琴秋、王泉媛等女戰士被俘，關進張掖的一間土房子。畢占雲等少數人衝出包圍向西前進。
3月16日紅軍女戰士李文英、曾廣蘭等組織女紅軍在獄中開展反淩辱、反迫害鬥爭。
3月17日左支隊收到中央、中央軍委電報指示：主動遊擊戰戰爭，獨立爭取自己的生存及發展。李先念、程世才、李天煥等首長看望身負重傷的88師師長熊厚發。他傷勢極重，李先念等同意他的要求，留下黨員介紹信，洗傷口用的鹽和一點錢，和一個排的戰士，掩護他打遊擊，設法回陝北。
3月23日熊師長指揮收攏在身邊的100多名紅軍戰士與敵人作戰。他舊傷加新傷，與殘暴的敵人戰鬥到最後一刻，壯烈犧牲，時年僅23歲。
3月31日原紅9軍軍長孫玉清在酒泉觀山口因傷得走不動而被捕，敵人搶走了所有物品，押解到團部關押（注：搜捕孫玉清軍長的國民黨軍隊團長茹大本於1959年被酒泉市人民法院判處死刑）。
4月周恩來派我黨地下工作者張文彬等人到西寧了解並營救西路軍被俘人員，見到了西路軍政治部組織部部長張琴秋，看望了女俘。他要求女俘保護好自己，注重戰爭策略，爭取回到黨的懷抱，為抗日戰爭貢獻力量。
4月7日中央軍委致電左支隊：“可以去新疆，已電彼接援”。
4月13日毛澤東、周恩來致電葉劍英：西路軍左支隊現有人900多，槍五六百，18日可抵敦煌。又指示他向顧祝同、朱少良交涉，左支隊到敦煌後，馬軍不得為難。
4月15日西路軍左支隊到達肅北縣蘇來考克塞。黃火青等人找到了蒙古族向導諾爾布藏木。在向導帶領下左支隊經過戈布戈斯、哈龍烏蘇（溫泉）、大公岔腦，到達肅北縣石包城。
4月16日西路軍左支隊從石包城走出祁連山，到達甘西平川，經清點全軍903人。
4月22日西路軍左支隊到達安西縣的磨菇台子。程世才軍長對諾爾布藏木說：“付給你3個元寶，三兩五錢黃金，作為部隊在考克塞食用，你和艾仁青、諾爾布特力、巴圖熬斯爾、熬斯仁等5家牧民羊、馬、駱駝的價款，另外，送給你七九步槍一支、馬一匹，作為帶路的報酬，再給你一些返回的口糧。”諾爾布藏木回去後對親友說：“紅軍是非常好的人，對人很關心很和氣。”