其中派出了五萬多人，在天水、平涼地區實行騷擾偷襲和層層阻滯的方式，遲緩紅四方麵軍的前進速度，同時為三省聯軍的秘密集中提供足夠的時間。
因為西北三馬的部隊多為奇兵，可謂來去如風。
紅四方麵軍的指戰員們盡管作戰勇猛，可是卻非常不適應，加上上麵指揮混亂，軍心不穩，因此部隊作戰一直不順利。
在到達平涼後，部隊更是人心思歸，許多人都提出，當前紅四方麵軍應該遵照中央和軍委的指令前往川北地區與中央紅軍彙合，接受中央紅軍整編。
連張國燾比較信任的前敵總指揮陳昌浩也特意找張國燾，提出了自己對當前紅四方麵軍行動的許多疑惑。
可是，張國燾卻一意孤行，以自己是接受共產國際指導為借口。執意要指揮部隊繼續北上。並且於十月十三日開始，強令紅四方麵軍向固原地區攻擊前進。
平涼到固原不過是一百多裏路，卻都是典型的黃土高波，地處荒涼。紅四方麵軍在西北三馬部隊的層層襲擾下，在付出的較大的代價後，終於在十月十五日到達了固原地區，並且於十五日晚間，開始對固原城發起了攻擊。
可是，此時的固原城，已經聚集了大量的西北三馬的精銳部隊。紅四方麵軍在連續攻擊也一夜也沒能得手。十六日上午，紅四方麵軍在白天對固原城繼續攻擊。可是，就在這時，西北三馬的部隊開始從固原城周圍的潛伏地蜂擁而出，十幾萬大軍從四麵八方向圍攻固原城的紅四方麵軍幾萬大軍給圍困的水泄不通。
這時張國燾才恍然大悟，自已原來已經中了敵人的包圍。張國燾匆忙指揮紅四方麵軍又攻城轉為就地防禦。開始在固原城外圍構築陣地，希望能抵禦住以騎兵為主力的西北三馬的部隊攻擊。
可是，當前，外有西北三馬大量的騎兵和步兵部隊包圍，內有固原城西北三馬精銳部隊的堅守。紅四方麵軍突圍也沒法突圍，因為一旦部隊被打散，那麼整個紅四方麵軍就會成為來去如風的騎兵的盤中餐，砧板肉。
到了十六日下午，紅四方麵軍在付出慘重代價後，才聚攏了部隊，可是，這時紅四方麵軍已經被圍困在了固原城東南方圓不足二十裏的狹小空間裏。
紅四方麵軍以一個小村莊為核心，匆忙構築的陣地，艱難抵擋著西北三馬一輪又一輪攻擊。西北三馬的部隊多是被宗教蒙蔽的回民，作戰非常凶猛彪悍。雖然武器並不精良，卻都是悍不畏死。因此，對紅四方麵軍攻擊的力度也非常大。
紅四方麵軍好不容易堅守到了夜間。這時，經過一天連續攻擊，已經取得了重大成果，自己也發出較大代價的西北三馬部隊也逐步退出了戰場，準備經過一夜的休整，明天繼續品嚐麵前這塊已經煮熟的鴨子。
當夜，紅四方麵軍召開了緊急會議，在會上，紅四方麵軍的高級將領和主要領導們都聚集在了一起，商討如何麵對當前危局，並且檢討下一步發展方向。
會上分成了兩派，大多數紅四方麵軍的高級將領，都支持徐向前提出的立刻恢複和中央和軍委的聯絡，向軍委承認錯誤，請求軍委的指示。然後視情況或者固守待援，或者向南集中突圍，爭取在中央紅軍的接應下，能夠撤退回川北地區。
一張國燾為首的少部分人。卻堅持要部隊要向北方突圍，趕往外蒙地區，和蘇聯紅軍彙合的不切實際的主張。
其實張國燾在這個時候也知道，紅四方麵軍在三馬部隊的層層包圍下，已經完了。所謂的突圍，無非是利用紅四方麵軍主力部隊的掩護犧牲，換取少部分人的生存。
在這種局麵下，自己就算是突圍出去了，若果回到川北，自己也沒有好果子吃，所以逃往蘇聯，投靠王明，可能是自己唯一的出路了。張國燾在自私想法下，一再堅持全軍向北方突圍的死路，就不難理解了。