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，妄圖一戰轉敗為勝，轉危為安，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，彭德懷發布進軍蘭州殲滅“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回……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，以鉗製胡匪。這樣，就給青馬布下了天羅地網，使其無法逃脫被殲的命運。（楊得誌、李誌民：《毛主席和彭老總的又一傑作——西北戰場的決戰》）
蘭州是西北重鎮，不僅是扼製青海、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。她南有以皋蘭山為主峰的南山為屏障，北臨滔滔黃河，河之北又是一道北山為阻，蘭州城則在山水屏障環繞之中。所以，無論攻與守，均以山、河為重點。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：東以東崗坡為據點，由第一百師譚呈祥部把守衝要，並預計此為與解放軍最先接觸點。西以狗娃山為據點，由一九○師馬振武部把守。南以皋蘭山為據點，沿沈家嶺一帶，由二四八師韓得勝部把守。北麵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、馬璋師為總預備隊。蘭州外圍的布置是：以九十一軍、一二○軍、八十一軍共兩萬餘人為左翼，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為右翼，控製臨洮、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，以趙瓏為司令，便衣特務遍及全城，專門對付共產黨和進步人士，叫囂“寧錯殺一千，不讓走脫一人”，群眾稍涉嫌疑，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，限製群眾的居住和行動自由，以防內變。如此嚴密部署，馬步芳父子滿以為堅如鐵桶，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，挺進千裏，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、南三麵包圍了蘭州。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、下狗娃山被攻占。下午，營盤嶺、古城嶺、竇家山、馬架山陣地相繼被攻占。“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，都經雙方反複爭奪，多次拚刺、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。西線深入於七裏河、雷壇河一帶的解放軍直撲西關，“青馬”軍心大亂，全線動搖。