庚子事件前，马海晏随董福祥武卫后军驻防京畿，任简练军旗官，曾与马福禄、马福祥兄弟并肩抗击过八国联军。退守北京后，守卫于正阳门左侧。慈禧西逃时，护驾行抵宣化府病故。有子三：长子马麒、次子马麟、三子马凤。马海宴死后，长子马麒承袭父职。

马麒，字阁臣，乳名尕七。其父马海晏死后，马麒由简练军哨官承袭父职。返甘后，率部驻防于巴燕戎格厅（今青海省化隆回族自治县）的扎巴镇，依仗马安良的势力，由旗官一跃而为花翎衔循化营参将。在马安良大旗的庇护下，利用手中的军权，把持地方政权，并与民族宗教势力相勾结，取得了对该地区的撒拉、回等族人民的绝对统治权，为其家族统治青海奠定了基础。

辛亥革命中，马麒充当西北顽固派的打手，任马安良精锐军（西军）的帮统兼前军分统，率队将宁夏各地的民军镇压下去，在宁夏府城、平罗县城等地对群众进行血腥屠杀和抢劫，使宁夏人民蒙受了一场浩劫。甘肃光复后，马麒投靠新都督赵惟熙，得任西宁镇总兵（后改镇守使）。此时， “青马”羽毛已渐丰满，即脱离了马安良的西军系统，自立“宁海军”，成为西北另一支独立的回族武装势力，从此“青马”军阀体系完全形成，正式开始了对青海各族人民长达40年的黑暗统治。

冯玉祥西北军入甘后，马麒的宁海军被改编为国民军第二十六师、任师长。1929年青海建省，被任为青海省政府委员兼建设厅长（未就职）。直至中原大战紧张之际，青海省主席孙连仲东调参战，国民军无暇顾及后方，于是马麒东山再起。1930年月1月，南京政府任命马麒为青海省主席兼第一师师长，是年7月病故，享年63岁。有子三：长子步青、次子步芳、三子步瀛。

马麟，字勋臣，生于清光绪二年(1876)。幼年时学经于河州清真寺，早年依仗父兄官势，在牧区贩购羊毛皮张，精于生财之道，获利甚巨。清朝末年，入军籍，开始在马麒部下任都司管带。辛亥革命时，随兄转战秦陇，镇压宁夏会党起义。事后被提升为宁夏洪广营游击，但他自知孽重，不敢去上任，仍随兄返回河湟，为马麒谋得西宁镇总兵一职而四处奔走。至宁海军建立，任帮统兼第二营营长，后任玉树边防支队司令。

马麟贪利好财，平时就挖空心思地搜刮民财，包揽皮毛生意，而在几次征杀中，尤看重抢掠财物，所以他的钱财很多，1928年时，他在老家的银窖已达12个。

国民军进入西北后，马麟回到家乡潜居。1928年马仲英变乱，他被刘郁芳起用为河州宣慰副使，出面招抚马仲英，未果。青海建省，出任建设厅厅长，不久任青海省军垦委员会委员长。

1930年，因为阎冯联军倒蒋，孙连仲东调，甘肃省政局混乱，马麟应甘肃省代理主席王祯之请，率兵进驻兰州，先任甘肃省剿匪司令，后改任甘肃全省保安总司令，旋编建甘肃暂编骑兵第一师，任师长。拥兵自重，颇为得意。次年，第一师师长由马步青担任，马麟返回西宁。同年8月，马麒病故，马麟即代理青海省主席一职。

马麟代理青海省主席后，其侄马步芳深为不满，便暗中开始了倒叔活动。而马麟面对混乱紧蹙的地方财政，不思刷新治理，造福人民，而是大办个人商栈，大量发行所谓的“青海省金库维持券”和临时维持券，从中牟取暴利，以饱私囊。当时国民政府还每月拨给青海20万元行政经费，马麟却将十个月的200万元暗运到老家私藏，并贪污大量军费和教育经费，致使政府职员等一年之内无薪可领，饥寒交迫，怨声载道。马步芳乘机煽动这些职员、教员、群众等在街上拦住马麟哭闹，一时影响甚坏。在马步芳的指示下，西宁各学校教员向马麟索要所欠薪资，酿成流血事件，马麟声誉扫地。

1938年初，国民党中央军训部长白崇禧来青海视察，与马步芳过往甚密，而对马麟十分冷淡。马麟企图讨好，竟遭到白崇禧的训斥。事后，蒋介石即宣布免去马麟之职，由马步芳担任青海省政府主席，秘书长和各厅厅长均免换。

马麟免官后，退回河州老家，用搜刮的民财又修一座“凤林园”，极尽享乐，横行乡里。于1945年元月病死，终年69岁。

马步芳，字子香。在青海军中历任营、团、旅、师长。1931年，马仲英返回河西，被蒋介石任命为新编三十六师师长。马仲英虽与马步芳是堂兄弟，但马步芳恐其坐大，于己不利，乃率部从扁都出袭马仲英，激战于张掖，马仲英败走新疆。不久，马麒病死，蒋介石命马步芳为青海省政府委员、新编第九师师长兼西宁省会城防司令，一举掌握青海军事大权。随后，他看准南京政府拨发边疆教育款之机，操纵一些蒙藏上层组成青海蒙藏文化促进会，自任理事长。以专款在农牧区设蒙藏小学十余所，培养王公贵族子弟，进而利用这些人在牧区为他征收各种摊派赋税等，有效地控制了牧区，使其叔、省政府主席马麟有名无实。

1933年夏天，蒋介石发表孙殿英为青海西区屯垦督办，令其率领所部四十一军从华北开往青海。甘青宁诸马唯恐被孙部西来后吞并，立即联合起来拒孙。马步芳作为青海军事首领，尤为愤恨，亲率四万人东下宁夏，任联军预备队指挥，与马鸿逵、马鸿宾等部不惜代价奋力血战四月有余，击溃了拥有十万之众的孙殿英，从而保证了马家军阀地盘的安全。由于此役，马步芳名声也远震南京，蒋介石任命他为第一百师师长，旋升任为新编第二军军长。

正当马步芳从宁夏凯旋，喜形于色之时，中国工农红军即将到达甘青并将通过甘青腹地的消息一日数至，马步芳等西北军阀又一次大动干戈。马步芳力图将红军阻截住，以免红军夺取自己的地盘。1936年6月，青海成立保安处，他亲任处长，着手编训保安团队，共抽壮丁十五万人，作了周密的防御计划。蒋介石任命马步芳为西北剿匪第二防区司令兼第五纵队司令官，统辖马步青的骑五师和青海的新二军。10月，红军西路军进入河西走廊，马步芳会同其兄马步青出动近三万人，汇集河西，展开了一场疯狂的堵截战。他从景泰、干柴洼、一条山直至安西红柳园，层层堵击，步步追杀，直到次年5月才结束，历时六个月之久。在武器装备优良、军粮充足、地形熟悉等优势条件下进行血腥屠杀，使红西路军几乎全军覆灭。马步芳还对俘虏的红军将士进行了残害，仅押送到西宁后屠杀和活埋的多达千人以上。他因此受到蒋介石的赏识，将新编第二军改编为第八十二军，任命马步芳为军长。

马步芳在1938年3月继任青海省主席后，又夺取了其兄马步青陆军骑兵第五军军长的军权。马步青被排挤出青海后，气愤不过，去重庆向蒋介石告状，遂以蒙藏委员会委员一职回河州居住，从此两兄弟互为水火。

马步芳在集军、政、特、教大权于一身后，便在青海大搞封建、军阀和特务相结合的法西斯统治。不仅广大回汉人民沦人苦海，连同广大藏族同胞亦受到压榨和屠杀。他还不断窥伺新疆，1945年派马呈祥率骑五军入新，以协助维持局面为理由，企图待机把新疆据为己有。

解放战争开始后，马步芳虽然卸任了第四十集团军总司令的职务，把八十二军整编为八十二师，但并未减少一兵一卒。不久派八十二师赴陇东，恢复八十二军的番号。由其儿子马继援任军长，阻拦人民解放军西进。

1949年5月，西北解放前夕，国民党为了利用马家军联合反扑西安，广州逃亡政府即任命马步芳为西北军政长官公署长官，马鸿逵为副长官兼甘肃省省长（未敢就任）。马步芳得意忘形，幻想固守兰州，作为西北反共的基地，但其部经不住西北野战军铁拳之一击，8月26日兰州解放，9月5日西宁解放。马步芳及其家族主要成员均外逃，在海外过流亡生涯。从此，盘踞青海多年的马家军势力正式宣告覆灭。

马步芳在与南京方面的控制与反控制的斗争中认识到，要保住自己家族在青海的霸业，巩固自己在青海的统治地位，只能凭自己手中强大的武装力量才能与蒋介石集团相抗衡，并在国民党中央取得自己的一席之地。所以马步芳上台之后，马家军队发展之快是十分惊人的。

马家地方武装从马麒建立宁海军起，开始独立发展，到国民军入青前，兵力只有三千余人。马步芳上台后，军事力量迅速膨胀。一九三五年宁夏战争时，正规兵力已扩大到一万四千人。西路军血战河西走廊时，马步芳共投入正规军已近三万人，加上地方民团兵力共达十万人之上。抗战期间，马家军队继续扩大，至第四十集团军成立时，所辖正规军兵力共两个军，一个独立师，总计近十万人之多。到解放战争初期，马家军队总计已达到四个军，一个骑兵师，二个独立旅，三个保安团师，共约十五万人。此外，在中央编制限额之外，还有武装警察数百人，森林警察总队五百余人，地方保安团西宁地区的十一个团，乐都六个团，循化三个团，民和五个团，化隆八个团，贵德、湟源五个团，共计近四十个民团武装，七万余人。所以到四十年代，马家正规和非正规军队人数已占全省人口之六分之一。青海全省从上至下几乎成了一座大兵营。

马家不仅保留了一支队伍庞大的常备武装和临时武装，而且军队的装备也日趋现代化。民国初年宁海军初建时，这支地方武装尚是一支土生土长的土兵武装。那时军中所用还是一色的黄色“马”字大旗，士兵没有统一服装，所持器械主要是旧式的刀矛兵器，仅有的一点火器，也是猎户所用传统的叉子枪和一部分破旧来福式步枪、老式的土炮。后来马步芳屡经更换，到一九四六年国民党军队整编时，马家地方武装已初具现代化规模，军中不仅武装多为美式新造，而且炮兵、工兵、辎重、无线电、手枪团、修械局、兵工厂、汽车团、军医队、军乐队已一应俱全。

为了维持这支庞大的军队，军费开支十分惊人。马家初建宁海巡防军时，军费年开支为二十九万一千五百七十余元，加上镇守使署官员薪饷，年支洋计三十三万一千六百余元，民国六年甘边巡防军马步各营军费为二十七万三千五百余元，加上镇守使署支费计为三十二万三千余元（银元票），已占当时全青地区岁入的百分之四十。民国二十五年马步芳上台后，军费开支已长至三十八万余元，加上国民政府补助的十二万余元，已达五十余万元，而且军粮高于田赋的六倍，军费一项已占当时全省财政岁入的百分之五十以上，到了抗战期间，马家留驻甘青的军队年支军费已高达一百五十到一百六十余万元，军粮高于正额田赋的十倍，当时地方年收入（普通门）仅一百二十余万到二百余万元（法币），因此南京中央政府每年补助军费常在五十万到一百万元（银元）。尽管如此，到民国二十一年（1932年）为止，青海军政费积欠仍高达三、四百万元以上。一九四二年国民党政府对全国收入支系统实行划分，地方军费改由中央核发。一九四六年，南京财政会议又决定军费重新改归地方税项下开支，青海因边省财政困难，仍然中央补助一部分。可是当时青海每年超支预算数字都很大，仅电讯事业、公路保运费二项，就高达五百八十余万元，实际上超支预算部分多为军界独吞。一九四六年，马步芳在给南京财政部的报告中，一次索要补助费就达二千六百余万元。此外，还有各地军队直接提取的课金、营买粮草、兵役税、献礼等等。地方财政超支除大量的私人侵吞外，主要是由于军费投资巨额增长。

马家军事力量是在蒋介石集团反共、灭共积极内战的背景下发展起来的。在马氏军阀统治的后期，其军队的二次大发展，都是凭借国民党政府对共产党的内战政策而得以成功的。一九三六年河西血战，其正规军一次就翻了一番；解放战争期间陇东作战时，其正规军又增加了三万余人。马步芳正是利用这两个关键时刻，利用蒋介石需要他为之卖命之时，大肆向蒋介石索饷要兵的，从而使他的军阀武装不断壮大。

马家军事武装的迅速发展的另一重要原因，是马家在青海实行武装割据的需要。由于青海是一个多民族地区，各民族在这一地区发展的历史中，有着长期的征服、兼并和战争，各民族的社会组织形式到了近代仍基本保留着历史上传统的军事组织的形式和特点，无论土司的军事屯堡，还是蒙藏的旗制、佐领制、千百户制，都是一种“寓兵于民”、“军民结合”的行政组织。在经济十分落后的条件下，各部落、各民族正是凭借这种小的武装割据来维护自己的生存。马步芳军阀统治，实际上是把这种分散林立的小割据变成了统一武装的大割据，这就必须要求他凭借武力打开局面，建立自己的立足点，并实行武力统治。因此，在马步芳时代，青海社会统治的军事割据性并未减弱，而是有了进一步发展，这正是在西北局势动乱之中，青海能始终保持相对平静的重要原因。

由于军队在马家政治事业中具有决定性作用，所以马步芳把军队的训练和建设始终摆在他的事业中的第一位。“他以善于练兵著名。练兵方面他首先注重兵源的素质，他所属官兵皆纯朴的农家子弟。他很注重兵营生产，在学术教练之余，组织士兵织毛编物，以青省羊毛，做士兵自给的生产。对于纪律与军民感情，他提出口号为：我们不怕敌人，也不轻视敌人；老百姓不怕我们，也不轻视我们。”为了提高军队作战能力，他还先后举办了各种军事训练班，平时训练极为严格，所以青海军队在西北地方军队中，始终是一支强悍精锐的武装，当时各方皆有同感。

1933年冬，孙殿英以奉命入青屯垦为名，率大军进攻宁夏，志在吞并西北。马鸿逵、马鸿宾、马步芳、马步青（马步青和马步芳系青马）等恐被各个击破，地盘难保，乃联合拒孙，史称：“四马拒孙”战争。同时，蒋介石也希望孙殿英军阀与马家军相互攻伐，两败俱伤。四马联军约4万余人（包括青马部队），孙殿英兵力约7万人。经过4个月激战，以孙殿英惨遭毁灭性打击而告终。

盘踞于青海和河西走廊的马步芳，马步青集团，在红军长征进入川北时，受蒋介石电令严密堵截红军。这个形势使他们非常紧张。他们估计红军将由甘青腹地进入新疆，这将直接危及其统治区域。而且青海南部果洛等藏族地区，尚未完全控制，一旦发生变故，结局难以设想。如果不战而退不仅有违抗军令之嫌，且将导致国民党正规军入青。马步芳与僚属反复研究之后，苦心积虑地制定了一个称为两全之策的方案，即：主力集中西宁，相机堵击红军和暗阻国民党中央军入青，青川交界地区主要依靠藏族千百户武装，马部少数部队作为监督藏族武装和机动出击之用；东部则利用西道堂宗教关系，于临潭地区组织民团，以保障青海东南之安全。

马步芳深知红军势力深入西北，非短时间内可解决，战争将呈持久之势。其所部新编第二军，实际不过一个师的兵力，加上“青海南部边区警备司令部’的两个旅，总共不过14000余人，难以抵挡红军。因于1935年9月颁布《青海省编组壮丁队暂行办法》规定全省18岁以上、45岁以下男丁，每2至3人户者征拔1人，4至7人者征拔2人，7人以上者征拔3人为壮丁，自备武器马匹，集中训练，将全省划为十五个保安区，共107个团，15万余人，积极推行所谓“民众军事化”方针，将青海全省变为一座庞大的兵营。这些措施急剧膨胀了马家集团的武—装力量，成为他们对抗红军的资本。

1936年7月，红军二、四方面军至川北沿东北方向前进。8月中旬，红军挺进甘南，9月7日克复临潭旧城，兵锋将危及马家老巢临夏。马步芳急令一百师骑兵旅马朴，青南警备司令部第一旅马彪赴援。中旬，马彪旅攻临潭旧城，红军撤向新城，马彪都又攻新城，被红军击退。马步芳亲自赴甘都合集军事会议，一面增兵进攻临潭，一面组织防夏、循化民团，以挽救危局。但红军于10月初撤出此地东进会宁与西征军会师。

1936年10月，红军一、二、四3个方面军会师之后，“造成了横跨黄河两岸发展，打通苏联，雄峙西北的战略态势”。中共中央决定，造成西北抗日局面，同时出兵河西走廊，进入新疆，打通国际路线，取得苏联支援。根据中央命令，10月24日，红三十军在靖远河包口西渡黄河，26日，红九军渡过黄河。11月上旬，中央决定，过河三军组成西路军，批准成立西路军军政委员会，以陈昌浩和徐向前为主席和副主席。陈昌浩为西路军政治委员，徐向前为总指挥。西路军的任务是创建河西根据地，以1年为期，打通远方，与苏联取得联系。

如果红军在河西建立根据地，与陇东红军相呼应，马步芳、马步青集团不仅将失去大片统治区，且将被置于前后受敌的境地。红军一日不离河西，青海二马将了无宁日。故马步芳、马步青决心倾巢而动，全力进攻西路军。整个战役中，二马投入正规军24000余人，民团十余万，以骑兵为主，辅以步兵、民团。西路军三个军共21000余人，骑兵甚少。二马以优势兵力，对西路军展开全面的围堵与攻击。

当时，蒋介石正准备进行“通渭会战”，进攻河东红军，难以抽调重兵，遂命马步芳为西北“剿匪”第二防区司令兼第五纵队司令，统一指挥马步青的骑五师和新二军，于河西设防。马步芳与马步青决定联合抗击红军。马步芳反复强调，要“团结一致，为团体拼命”。

10月27日，赵防河岸的骑五师马禄，韩起禄旅露宿于吴家山，被红三十军击溃。29日夜，红军猛攻景泰县城。次日，守军总指挥马廷祥一面连电向马步青求援，一面派人与红军求和。这时，青海马全义部六百团和骑五师马呈祥团以及民和、乐都、互助三县民团共六千余人的增援部队到达。经过半天激战，红军放弃阵地，退入堡内。10月2日，红军接受求和，双方休战，当时，一条山大部地区为红军所占领。青海援兵分兵三路攻一条山。11月4日至8日，马部与红军连续争夺一条山周围堡寨，景泰之马廷祥亦背弃和谈之约，带领一连骑兵并卫士排往一条山与马元海部会合。战斗中，马廷祥站在一个房顶上指挥士兵向红军射击，当即被红军击毙。

11月中旬，中共中央命令西路军打通新疆道路。西路军及时调整部署，迅速西进，旬日之内，连克古浪、永昌、山丹，包围了凉州。红军西进，一条山马部分为八个梯队，搜索前进。后马元海得知红军主力集中于古浪，即率所部和马彪旅，马朴旅两个团、马全义团及骑五师韩起禄旅、马呈祥团、马福仓团，配以民团十二大营向古浪猛扑。11月26日，双方交火激战，红九军英勇战斗，给马部迎头痛击。28日，马部组织第三次攻城，经过极其惨烈的搏斗，双方死伤惨重。红九军军长孙玉清负伤，参谋长陈伯雅及二十五师之长王海清、二十七师政委易汉文等大批干部牺牲。当日夜晚，红军突围撤出古浪。马部入城之后，又将未能撤离的红军伤病员一律残杀。

古浪激战之时，红五军攻克山丹，红三十军进军永昌。此时中央军委忽又电令西路军停止西进，在凉州、永昌建立根据地。西路军总部和红三十军进兵永昌时，途经凉州。驻扎在凉州新城的马步青心惊胆战，一面以刘呈德为凉州守城指挥喜令其。必须日夜严加防守，决不能有丝毫疏忽”，一面连电向马步芳告急。然而，红军却于11月29日夜从城南西进，并未攻城。

11月21日，马元海部在凉州四十里铺与红军发生战斗。红军组织猛烈火力，打退马部数次进攻。双方日夜争夺， 形成拉锯战，红军弹药不足，伤之亦重，不断收缩阵地。11月下旬，永昌城被马部包围。12月28日，红军撤离永昌。在此同时，马彪、马朴向山丹进攻。红五军于山丹四周阻止马部，坚守阵地近一周，月底红军遭飞机轰炸，退入山丹城内，马部攻城竞日，未能突破。30日夜红军突围，山丹城落入马部之手。

永昌、山丹战斗中，马部死伤六千余人，红军亦付出高昂代价，减员至一万余人。

12月底，红军奉中央命令，夺取甘、肃二州，向西打通道路，以红五军作为前卫，三十军殿后，开始了极其艰苦悲壮的征程。1937年元月1日，红五军先头部队攻占高台，接着红军主力突破韩起功所设黑河防线，进入临泽县及沙和堡，倪家营子等地。元月中旬，马部分兵围攻临泽，沙河等地红军，先切断这些地区与高台的联系，然后集中力量攻高台红军，红五军军长董振堂一面指挥士兵战斗，一面准备突围。但驻于临泽的红五军政委黄超来信说。高台乃是打通国际路线的主要据点，必须死守。董振堂部只得孤军奋战。元月20日，马部扫清解围，开始四面攻城。马朴旅马忠义团由西门突入城内，双方展开激烈巷战。经过残酷搏斗，高台红军全军尽没，军长董振堂陷入绝境，乃自向太阳穴开枪，壮烈牺牲。红五军政治部主任杨克明，十三师师长叶崇本以下三千余人，大部分献出了生命。奉命增援的红军骑兵师亦中途遇故，师长政委以下大部牺牲。

自22日起，马元海指挥进攻临泽。激战三日后，红军于夜间由西南门撤出，马部进入临泽。

此后，红军集中于倪家营子地区，并接到中央命令，要求重新东进，占领永昌、凉州。马步芳深恐红军由甘新公路直驱入新或再次东返，严令马元海，将倪家营子各堡庄红军层层包围，开始与红军争夺阵地。自2月2日起，马部向红军全面进攻，每日组织几次乃至十几次攻击。红军奋起反击。 2月21日，红军由倪家营子突围，东向西洞堡、龙首堡转移。26日，西路军在陈昌浩指挥下西返倪家营子，重新陷入马部包围之中。经过七日苦战，西路军再次突围，沿祁连山向东转移。3月8日，新改编的一百师独立骑兵马步銮，马忠义及刘呈德团在三流沟追及红军的第八十八师，双方激战五日。11日，红军在梨园堡集结。次日，马部以韩起功旅控制梨园口四周，马忠义旅，刘呈德团正面攻击，突破红军防线。红九军军长孙玉清被俘，同年5月被马步芳秘密杀害。至此，西路军大部分被击散，又被马部各个击破，所余一千多战斗人员，由李先念等率领沿祁连山西进。马部又于黄番、安西等地追堵红军。经过四十多天，李先念率七、八百人跨过甘新交界猩猩峡。历时五个多月的河西战役遂告结束。

西路军之战，是马步芳、马步青集团反共历史中重要的一页。红军西路军在马家重兵围攻之下，几乎丧失怠尽，成为红军战史上最悲壮的篇章。为此，蒋介石通过嘉奖马部，授予马元海、马彪、马朴、韩起功、马步康、陈显荣、马骥、马全义、马步銮、刘呈德，马忠义及尚在读书的马步芳之于马继援等每人“国花奖章”一枚。马步芳以反共功臣自居，大有睥睨西北诸军之概。

陇东战役结束后，青、宁二马联合反共打内战的局面宣告结束，宁马退缩老巢，青马败逃兰州。从此二马各自为战，分道扬镳，这就为缩短解放大西北的时间提供了有利条件。

马步芳于7月27日被正式任命为西北军政长官。他以“西北支柱”自诩，心中存有在兰州外围诱歼解放军主力，扭转国民党反动派在西北败局的幻想。马步芳天真地认为，兰州三面环山，中夹黄河天险，工事坚固，兵力集中，弹药充足，而人民解放军主力长途跋涉，部队疲劳，只要背水一战，定能转败为胜。

人民解放军根据敌人放弃平凉决战，青、宁二马各自为战的情况，重新调整了作战方案，确定先打青马后解决宁马的新作战方案。因为青马在政治上占主导地位，在军事上也比宁马强，歼灭了青马，即可解决西北问题。

8月4日，人民解放军第一野战军司令员彭德怀发出进军兰州歼灭青马的作战命令，以许光达、王世泰率领的第二兵团之三个军为中路，沿西兰公路两侧经通渭进逼兰州；以杨得志、罗瑞卿率领的第十九兵团(缺六十四军)之两个军为右路，沿西兰公路及其以北进逼兰州；以王震率领的第一兵团三个军附六十二军为左路，经天水、临洮西进，攻占马步芳、马鸿逵老家临夏，准备直捣青马老巢西宁，还可相机增援中路攻兰州；以徐向前、周士第所率第十八兵团(缺六十二军)布防于西安至宝鸡一线，以牵制胡宗南部；第十九兵团之六十四军驻防于固原地区钳制宁夏马鸿逵军队。8月12日，各兵团开始行动，20日即完成对兰州东、南、西三面的包围。

这时马步芳看到形势急转直下，于8月11日飞往广州、台北，两次面见蒋介石，并多次参加国民政府代总统李宗仁、行政院长阎锡山召开的紧急军事会议，制订兰州决战的计划。8月19日，马步芳飞回兰州，以西北军政长官公署名义命令所部：“本署以诱敌于有利地形与之决战。饬秦陇兵团于兰州附近，并以有力兵团于洮河两岸，海固兵团及一二。军、九十一军于黄河两岸，凭天险障碍筑工事严密部署之。如匪来犯，决举全力一鼓而歼灭之。”同时叫嚣要“拼命保命，确保西北，破产保产，挽救危机”。

青马军在兰州市东、南、西三面也布置了三大阵地。东面阵地主要由东岗镇的十里山、豆家山、马架山、古城岭组成，由青马第八十二军第一oo师(师长谭呈祥)防守；南面阵地在皋兰山营盘岭上，由八十二军第二四八师(师长韩有禄)防守。山体各有利位置上有新经维修的水泥碉堡群，碉堡前峭壁上面备有汽油桶改成的“滚擂”。阵地前沿设铁丝网，密布地雷群；兰州西南的狗娃山和沈家岭阵地，由八十二军第一九〇师(师长马振武)防守。另外，马步銮的一二九军担任预备队。马继援担任守卫兰州之战的总指挥。兰州外围之左翼由中央军黄祖勋的第九十一军、周嘉彬的第一二〇军配合宁夏马鸿宾第八十一军防守由兰州盐昌堡至靖远一线的黄河防线，右翼由青马新组编的骑兵军(军长韩起功)驻防临夏，还有新组编的步兵军(军长马全义)作为防守青海的后备力量。按照8月14日国民党中央在广州召开的“西北联防军事会议”方案，兰州会战期间，宁夏马鸿逵将组成援兰兵团，出固原；胡宗南部将出陇南，分别向兰州包抄，以围歼解放军。广州政府还答应派飞机空运军队和武器弹药助战。

8月21日，解放军向兰州城中守敌发起试攻。试攻两天，双方均有重大伤亡，但未能攻下一个阵地。彭总下令停战，总结经验，准备总攻。这时解放军一兵团在临洮一线击溃青马新编骑兵军，并于22日解放了临夏，从而保障了围攻兰州主力部队的右翼安全，并大大动摇了兰州守敌的军心。23日，毛主席根据兰州战局及时指示：须准备一次打不开而用二次三次攻击，去歼马敌，攻占兰州。还命令须集中三个兵团全力于攻兰战役。王震兵团宜从黄河上游迂回于兰州后方，切断兰青及兰新通道，务不使马步芳退至新疆。直至此时，马步芳才深感兰州难保，自己面临灭顶之灾，急派西北军政长官公署秘书长马骥赶赴银川乞援，但马鸿逵坐视不救。而胡宗南部难以西来，新疆的骑五军鞭长莫及，纵有国民党政府不惜剜肉补疮，派飞机连日向兰州城内投运物资，但也无补于败局之将成。24日，马步芳委刘仁代理西北军政长官，自己仓惶溜回西宁，向国民政府发出十万火急求援电：“窜洮河西岸临夏附近之共军第一军、第二军，刻正向永靖、循化进犯，患在腹心，情况万急!如陕署、宁夏友军及空军再不迅速行动协歼，深恐兰州、西宁均将震动。千钧一发，迫不及待！务求火速飞催，不再延迟”。但求援的结果，只得到一纸打气祝捷的空头电文。马步芳余气泄尽。

8月25日凌晨，解放军兰州围城部队正式发起全面总攻。兰州东、南、西三面炮火齐鸣，解放军向敌三个主要阵地同时发起凌厉攻势，各阵地都成了一片火海。这是一场浴血攻坚战，双方争夺十分激烈。敌人伤亡惨重，解放军付出的牺牲也很大。当日下午，解放军二兵团一部首先攻占了沈家岭主要阵地上的中、下狗娃山，十九兵团紧接着攻占了豆家山、古城岭和马架山，山上到处红旗飘扬。青马军吹嘘的“兰州锁钥”被砸碎，青马军全线崩溃，从三大主要阵地退守到城防区域。马继援与在西宁的马步芳通电话后，决定撤退。当晚7时，青马军从北门外黄河大桥败退，这时官兵争先恐后夺路逃命，桥上拥挤不堪，一片混乱，以致车压、马踏、人踩及落水淹死的不计其数。解放军连夜攻入城内，用火力封锁黄河铁桥，未及撤退的青马军在巷战中死伤惨重。西北军政长官公署率一二〇军、九十一军残部沿兰新公路向河西走廊逃窜，宁马第八十一军急忙由靖远缩回宁夏。马步芳企盼的各路救兵直到兰州战役结束也未见一兵一卒。26日，兰州解放。

中国人民解放军第一野战军遵照中共中央的指示，集中优势兵力进行的兰州决战，歼灭青马军主力27000余人，摧垮了军阀马步芳赖以生存的军事支柱，取得了西北战场战役决战的关键性胜利。