1949年4月，代總統李宗仁電召馬鴻逵到南京，和他商量成立陝甘寧邊區“剿總”的事，李意由馬鴻賓擔任，馬鴻逵表示反對。20日晚，解放軍開始渡江攻擊，南京已亂。馬鴻逵急往上海，蔣介石自奉化來電，召馬鴻逵去溪口，但因未能搭上飛機，遂離滬到漢口，去見白崇禧，適白出外未晤，次日即返回蘭州。馬鴻逵在蘭州一麵拉攏地方士紳張維、王廷翰等，一麵大肆攻擊甘肅省主席兼代西北軍政長官郭寄嶠，並電邀馬步芳、馬鴻賓來蘭，共商西北大局，但二人均未到來。其時馬步芳已派其親信、國民黨青海省黨部主任委員馬紹武去廣州活動，得到李宗仁、白崇禧的支持，西北軍政長官一職，即將落到馬步芳頭上。馬鴻逵得此消息後，隻好順水推舟，對馬步芳表示讓步，再抓甘肅省主席的寶座。於是5月上旬，他電約馬步芳在享堂會麵，二人商定，由馬步芳擔任長官，馬鴻逵擔任甘肅省主席，互相電保，以示團結，並決定由寧夏出兵，與青海部隊合作，一致“反共”。這就是上述“兩馬”撲陝的由來。馬鴻逵對於這一交易甚為滿意，對其親信說：“長官是虛銜，主席是實缺。有地盤、有實權，將來可以多征兵。”於是，立即電國民黨中央，擁護馬步芳擔任西北軍政長官，並到隴東對“兩馬”兵團進行視察。5月18日，國民黨中央即發表馬步芳代理此職（同年7月27日正式任命）。馬步芳到蘭州就職後，每日在三愛堂長官公署接受各方麵獻禮，恣意搜刮，荒淫無度。馬鴻逵對甘肅省主席寶座望眼欲穿，但遲遲不見音信，即經常去找馬步芳。馬步芳起先尚殷勤接待，後漸疏懶，以致拒不見麵。馬鴻逵生氣，乃公開攻擊馬步芳。後又覺察馬步芳欲兼甘肅省主席，且已派馬紹武前往廣州活動，馬步芳又不告而回西寧。馬鴻逵無法忍受，電令在隴東的寧夏兵團撤回寧夏。從此，“二馬”之聯合告吹。
馬鴻逵於7月下旬飛往廣州，向行政院院長閻錫山大發牢騷，又到台灣向蔣介石訴苦。蔣以甘肅省主席之位相許。馬鴻逵乘機在台灣購置房屋，為逃亡作準備，又從台飛香港，布置另一避難所。同年8月1日，國民黨政府發表馬鴻逵為甘肅省主席，並電召馬步芳到廣州參加會議，借機使其與馬鴻逵見麵，消除隔閡。馬步芳帶馬全欽同去，“兩馬”同住愛群酒店，經馬全欽從中說合，言歸於好，決定同機返蘭。但臨行前夕，馬鴻逵突然變卦，單獨直飛寧夏，他對親信說：“我想與馬步芳同去蘭州，他必定會把我扣起來，強迫寧夏出兵，必要時還有殺害我的可能。”故甘肅省主席的位子，馬鴻逵實際未坐。8月20日，當解放軍圍攻蘭州時，馬步芳派馬驥到寧夏求援，馬鴻逵隻作陳兵甘寧邊境的態勢。及至蘭州解放，馬步芳父子逃跑，馬鴻逵在驚惶失措之際，還不忘說一句“我不信把你放不倒”的解氣話。