12月13日，劉鬆山馳赴簡敬臨的軍營，分兵移駐漢伯堡。馬正和驟然出動兵力，攔截劉鬆山退路，雙方激戰一番，馬正和方才退卻，然後環繞渠西修築炮牆。
12月15日，劉鬆山下令列隊進攻。提督李就山陷入陣內戰死。老湘軍隨後攻入，易致中、朱德開等將領身負重傷，堅持指揮部隊踏毀了炮牆。
金積堡北麵的各座堡寨，全部有險可據，固若金湯。老湘軍每攻一堡，各堡兵力四出，積極援應，老湘軍傷亡慘重。但劉鬆山所部已將各堡攻毀殆盡。馬正和與陳林並入東西各堡。馬化龍乘夜派出精兵，輪流助戰。馬正和等部屢次受挫，又往往振作起來。
1870年1月，劉鬆山日夜指揮部隊進攻。馬正和與陳林每次伺機出兵反擊，都被老湘軍擊敗。馬正和等人無力堅守各寨，馬化龍令他們撤到金積堡的長濠旁，架起帳篷居住，而將甘肅回民軍遷入各寨據守。他多次出兵東南方，從胡家堡取糧。
劉鬆山偵知馬化龍的取糧行動，在夜裏派出幾路兵馬攔截，拔除趙家寨和馬家寨兩座附堡。馬化龍從韋州堡取運的糧食，也被雷正綰和周蘭亭各部截奪。馬尕三戰敗撤回西寧之後，不再趕來救援。馬占鼇剛到寧夏時，揚言要派兵增援金積堡，但懾於老湘軍聲威，馬化龍多次催他發兵，卻沒有得到響應。
馬化龍隻得再次向崔偉、白彥虎等部求援。崔偉等部從狄道大舉東征，截斷清軍的北路運道，向雷正綰等部發起攻擊。抵達固原半角城時，已經接受安撫的各回民堡寨紛紛響應。周紹濂孤軍一支，奮力防守。王銘忠率部護運糧食，經過黑城子，崔偉等部突然殺到，兩軍相持一個晝夜。魏光燾、丁賢發率部趕到增援，迫使崔偉撤圍而去。
魏光燾、丁賢發與周紹濂會合，攻破半角城西南的各堡。崔偉等部奔赴鹽茶廳。黃鼎趕到靜寧攔截，在鴉兒灣重創崔偉的部隊。崔偉從巉口撤回狄道。徐占彪、楊世俊兩部重新扼守安定，在紅土窯和好麥川將之擊敗。
郭寶昌因病留居綏德，一直指揮三營部隊保護糧運。山西方麵由於黃河水完全結冰，調他趕赴河防。馬化龍派部屬馬呼來所部出兵邊牆，於1月23日乘虛繞道攻占定邊。老湘軍和皖軍的運道中斷。左宗棠奏調郭寶昌回師救援，並派飛馬送信給綏遠城將軍，請他從包頭購糧，接濟軍食。
2月份，左宗棠令黃鼎出兵固原。馬化龍盼望崔偉和白彥虎增援，不見到來，便令靖遠的回民軍召集臨洮的幾千名騎兵，繞道東山，前來增援。
2月3日，回民軍增援部隊驟然襲擊半角城。丁賢發追到石峽口，發起攻擊，將之擊敗。黃鼎趕到固原時，回民軍已全部北撤。
中路的清軍各部追逐零散的土匪，日益向西推進。左宗棠擔心陝西邊界防備空虛，奏調豫軍馬得昭所部從潼關移駐三原，以為策應。
馬化龍使盡了計謀，仍然沒能為金積堡解圍。他急中生智，派出陝西回民軍馬正剛、海萬新所部，以及甘肅回民軍馬升明等部，先後從東南方向翻山越嶺，奔赴環縣與慶陽，襲擾清軍後路。魏光燾和劉端冕兩部分路攔截，擊敗海萬新等部。馬正剛乘虛急襲寧川和正寧，奔赴陝西三水。
但是，馬正剛的行動，沒能動搖劉鬆山的決心。他命令老湘軍逼近金積堡紮營，派重兵扼守永寧洞口。馬化龍長歎一聲：這次的計劃又沒有奏效。
左宗棠仔細考察金積堡的防禦體係，發現這裏牆壁堅實，溝濠深險，隻有開決渠水灌入堡內，才能攻破。而渠首的要地，在龍王廟峽口。他給劉鬆山送去一道密令，要他派雷正綰據守險要。
果然，雷正綰剛到龍王廟峽口，馬化龍就大為恐慌，召喚米拉溝的部屬繞道趕來增援。臨洮的騎兵及時趕到，馬化龍令他們從秦渠以南的石家莊入駐馬五寨、馬八條寨和馬七寨，向吳忠堡壘推進。
2月9日，劉鬆山指揮部隊奔赴石家莊，臨洮騎兵已在寨旁修築三座堅固的壁壘。劉鬆山分兵三路，各攻一壘，一鼓作氣，便已攻下。臨洮騎兵的餘部投向馬五寨。劉鬆山正在謀劃逼近寨堡東南修築壁壘，馬化龍的幾千名騎兵突然殺到。
2月14日，劉鬆山領兵迎戰，先攻馬化龍的援兵，將之逼退到胡家堡。
劉鬆山一擊得手，派出易致中、朱德開和趙彩明三部攻取馬八條寨和馬七寨。馬五寨龐大堅固，劉鬆山親自督率譚拔萃、周明勝、李占椿等部攻擊。激戰一個多時辰，便已攻破外卡。劉鬆山策馬到寨前督戰，忽然從寨中飛來一炮，擊中劉鬆山左胸。譚拔萃等人奔來探視，劉鬆山奄奄一息，吃力地抬手說道：繼續猛攻，不要管我，不能亂了陣列！
他的部將憤怒不已，手執火彈，冒著炮石搭梯登牆，攻到寨內，俘虜寨主馬五。當天，劉鬆山傷重去世。
左宗棠接到噩耗，大為悲慟。
壽卿怎麼就死了？他還隻有三十七歲啊。記得前年打敗西撚軍之後，得知他訂親已有二十載，卻因東征西戰，無暇回家娶親。我派人把女家接到河南，一定要他成親。洞房花燭，不過旬日，他就別妻起程，趕赴陝西。而今不過一年多，他就撒手而去，連子嗣都沒留下啊。
王錱走了，王開化走了，高連升走了，現在劉鬆山又走了。一員員愛將，都先我而去，死於英年。內戰打了二十年，何時才是了局啊？
劉鬆山一死，戰局急轉直下。
馬化龍聽說劉鬆山已死，雷正綰又在峽口落敗，籲了一口長氣。他叫馬正和與馬萬春立刻領兵包圍預望城，又令部屬加緊攻擊吳忠堡壘，奪取永寧洞、水口和寧夏。
雷正綰為了爭奪龍王廟峽口，正在修築壁壘，遭到馬化龍援兵的襲擊，傷亡幾百人。周蘭亭和張福齊兩部軍糧已斷，退駐鳴沙洲。回民軍將雷正綰的軍營團團圍住。左宗棠令黃鼎火速赴援。部隊尚未集結，便被迫在牛頭山開戰，一戰失利，相繼敗退固原。
金順和張曜正在攻打王家疃，尚未攻克。馬化龍號召通昌堡、通貴堡等堡寨的回民起事。這時，馬占鼇、崔偉、白彥虎各部，以及米拉溝的援軍，相繼開到金積堡一帶。馬正剛已從陝西的三水襲擊渭水以北，向東挺進蒲城、富陽、同官和朝邑。北路的回民軍向定邊挺進。馬朝元從金積堡出兵寧條梁，抵達鄜州與甘泉，影響及於韓城與合陽。
一時之間，整個戰局大變，戰場形勢對馬化龍大為有利。
扭轉頹勢
劉鬆山戰死，導致戰局逆轉。人才是一切爭鬥的關鍵。一員大將的存亡，關係到西北作戰的全盤。左宗棠為劉鬆山悲痛，但他頭腦還很清醒。他要迅速地挑選另一員大將，來填補劉鬆山的空缺。
清廷頒下嚴旨，詰責左宗棠，並令李鴻章將增援貴州的部隊調入關內。李鴻章自己也奉詔到西北指揮作戰。
左宗棠哪裏顧得上個人得失。馬化龍把戰火燒到了陝西，他必須應戰。他派出劉端冕、李輝武所部分道東援。他冷靜地思考了幾天，於2月26日拜發奏折，請求朝廷對劉鬆山從優議恤，並且提出由劉錦棠接管老湘營。此人是劉鬆山兄長的兒子，也是劉鬆山最得力的部屬。左宗棠經過深思熟慮，決定給這個二十六歲的年輕將領壓上重擔，讓提督黃萬友做他的副手。
噩耗接踵而來。3月2日，夫人周貽端病死於長沙家中。左宗棠接到家書，心境淒涼，提筆撰寫墓誌銘，回顧賢妻陪伴他走過的艱苦曆程。
悠悠往事，一幕一幕浮現眼前。記得夫人在福建時說過，何三在家看門，是個老實人，日子已經很長了。可他晚景不好，夫人打算按照勇丁的規格給他支付薪酬。我是答應了夫人的。後來事情一忙就忘了。趕快寫信請人辦理吧，劃撥二百十兩零六錢銀子交給何三，了卻夫人的這個心願。這個數額，相當於一名勇丁四年的薪酬，從我的養廉銀中開支吧。
唉，要告訴孩子們，葬母時為我預留空穴，我死以後，要跟夫人葬在一起。看我天天腹瀉，大便不禁，一天更衣幾十次，恐怕不久也將同歸大暮了。
既然出來辦事，就把身家性命拋在腦後了。同事掣肘，小人暗害，朝廷訓斥，這些都不重要了。隻要能夠扭轉頹局，赴湯蹈火也在所不辭。劉錦棠啊劉錦棠，你不會辜負老夫的重望吧？
劉錦棠臨危受命，部隊就遇到饑荒。金積堡以東道路梗阻，老湘軍和皖軍隻能到河西胡家堡采購糧食。馬化龍屢次出兵斷絕轉運通道。劉錦棠出兵護運糧食，天天都有戰事。
3月7日，金積堡守軍企圖挖決板橋堤岸，水淹老湘軍。劉錦棠和黃萬友抓住守軍越渠橫出的機會，率部一通掩殺，重創馬化龍。然後，老湘軍逼近秦壩關、板橋和棗園堡修築營壘，調金運昌所部駐守。
春季到來，黃河開始融冰了，水戰也拉開了序幕。胡家堡守軍從上遊開決山水溝，灌淹吳忠堡壘。劉錦棠命令部隊環繞堡壘修築水堰，小渠的水彙合一處，流入黃河，避過一險。