当然，二马虽有不同，但均无真投降之意，必须给予歼灭性的打击，才可以谈到用和平改编的方式。第二条路是逃。逃到何处？新疆太远，困难太大，打不垮也要拖垮；逃往甘南、四川与胡宗南会合，则将失去西北统治老巢，必被胡所吞并；唯有逃往青海。第三条路是战。但在何处战？怎样战？平凉本是决战之地，但时机已失；华家岭、车道岭工事不好；兰州之外又只有乌峭岭和享堂二地可作战，却又对其不利；故唯有兰州才是一个很好的战场，可与我一战。
对青、宁二马先打哪个？还是一起来打？其中又有文章：二马退守兰州、银川，处境虽已孤立，但仍有一定实力。我若同时进攻二马，则兵力分散难以聚歼；如果先夺宁夏，又会给青马造成动员甘肃、青海、新疆三省的敌人部署新的防线之机会，延误解放整个大西北的时间，甚至可能使敌人从临洮逃回西宁，造成我军而后作战之严重困难，此策显然不甚可取。二马之间，历来矛盾较深，且青马实力较强，以西北霸主自居，力图吞并宁马。我若先歼青马，宁马未必会援。
也正因如此，早在1949年7月6日，即扶{左（眉）右（阝）}战役之前，毛泽东在《解决西北敌军的方针》的指示中，就曾指出对青、宁二马应予区别对待：首先打击马步芳。而马鸿逵是傅作义将军的拜把兄弟，曾派人向傅作义将军表示有向我求和之意。所以，毛泽东设想，在歼灭马步芳后，对马鸿逵可在军事打击下尽量争取用政治方式加以解决。同时，鉴于青马在政治上占统治地位，在军事上也比宁马强大，歼灭了青马，即可基本上解决西北问题。因此，彭德怀决定首先集中力量彻底歼灭青马反动势力。
关于青马的动向，彭德怀也进一步对之作了清醒的判断：青马动向有两种可能。如退守青海，将造成我进军作战之严重困难，势必延长西北全部解放的时间，对我不利。因为青海是其老巢，有一定的社会基础，又可利用历史上形成的某些民族偏见。而且，青海地形三面环山，易守难攻，当地人烟稀少，粮秣缺乏，不利于我大兵团作战，对其可谓“上策”；而兰州则是甘肃、宁夏、青海、新疆四省之枢纽，对我军来说，虽然攻打兰州是一场艰巨的攻坚战，但作战条件远比青海有利，对青马为“下策”。但是青马自恃是西北军政长官，甘、宁、青反动军队的统帅，更加上兰州地理位置重要，系兵家必争之地，又有坚固的防御阵地，必然采取困守兰州的错误之“下策”。
因此，彭德怀根据毛泽东的指示，决定我军的作战方针是力争同青马决战于兰州，严防敌人逃回青海。同时，又针对两种可能做了两手准备。在将作战计划报毛泽东批准后，8月4日午时，彭德怀、张宗逊、阎揆要向各兵团下达了进军兰州、西宁，歼灭青马的预备命令：“拟以一部钳制宁马匪军，集中绝对优势兵力，首先歼灭青甘两匪军，并准备歼击新（疆）省可能回援之匪军。”
接着作了具体的作战部署：
——第1兵团（欠第7军）附第62军为左兵团，取武山、陇西、渭源、临洮，得手后渡洮河经临夏直取西宁，截断青马退路。第7军主力控制天水，与第18兵团打通天水至宝鸡铁路，一部控制陇西，保护左兵团交通运输。
——第2兵团为中路，由莲花镇经通渭、马营、通安驿、内官镇、新营镇、马莲滩、洮沙，向兰州城南、城西攻击前进，准备于主力于兰州上游渡河后，沿西宁至兰州公路东进，包围兰州守敌。如守敌先退西宁或北窜，该兵团应即西进，协同第1兵团进攻西宁，或尾敌北追。
——第19兵团（欠第64军）为右路，第65军由隆德经静宁沿西兰公路、第63军由固原经兴隆镇、会宁、定西，向兰州城东攻击前进。第64军控制固原及其以北，对宁夏马鸿逵部组织积极防御。
——第18兵团（欠第62军）任务不变，仍在西安、天水一线，沿川陕公路前进，钳制胡宗南残部。
彭德怀要求各兵团于8月9日前完成进攻兰州、西宁的一切作战准备。
8月10日前后，第一野战军各兵团紧接着陇东追击战，不顾酷暑灼热，战胜狂风暴雨，冰雹洪水，分左中右三路向西进军。途中，部队纪律严明，秋毫无犯，随时利用空隙做群众工作。沿途群众积极热情支援解放军。各部队互相鼓励：“英雄好汉，兰州再见。”第2兵团和第19兵团于19至20日顺利进抵兰州城郊，从东、西、南三面包围了兰州。
6、 一野首战轻敌，试攻受阻
8月20日，第一野战军司令部发布了作战命令：命令各军于21日拂晓全线发起攻击。
1949年8月21日6时，兰州战役打响了。攻击外围阵地的炮声震撼着寂静的山峦，阵地上硝烟弥漫，刀光剑影，杀声震天。
要说兰州地势之险要，确实具有防守的特殊有利地形。它北依黄河天堑，东、南、西三面环山形成天然屏障，其坐落于起伏绵延的山岭之中。早在抗日战争时期，国民党军朱绍良部就在这里筑有永久性的国防工事。而3个月前，青马匪军又加强了防御体系，增设了马架山、营盘岭、沈家岭三大主防阵地，并与豆家山、古城岭各制高的据点相连接。
主要阵地筑有钢筋水泥碉堡群，通向城里的环山公路与各主要阵地相连接，机动十分方便。对外有一道至二道高6米至10米的绝壁。绝壁腰部设有暗藏的侧射机枪掩体，绝壁外从前沿至纵深挖有深、宽各3米至6米的外壕三道，壕内埋有半米高的尖木桩，各壕间又有暗堡和野战工事，并有交通沟和暗道相通。阵地上还有密如蛛网的铁丝网和鹿砦，蜂窝似的地雷区（以每枚航空炸弹连结着数枚地雷，只要踩响一个，半径二三十米以内人员都会遭到杀伤）。
马步芳以他的“老本”82军3个精锐师（100、248、190三个师），分守三大阵地，以马步銮的129军两个师为预备队，部署在拱星墩和兰州西关两地，又把从新疆调来的榴弹炮营配置于东校场，甘肃保安部队的3个团驻守东岗及城内，合计共5万多人据守兰州。
同时，以3个军两万人为左翼（第91军、第120军、第81军）于靖远、景泰及打拉池地区防御，又以新疆援军2万人为右翼控制临洮、洮河地区。两个骑兵旅（师）（骑8师，骑14旅）、5个骑兵团位于兰州以西河口至西宁一线，策应兰州和临洮方面的作战，号称十万大军。马步芳的儿子马继援在兰州黄河北岸坐镇指挥，前沿指挥所设在龙尾山上。
敌人自以为这样的部署，加上地形险要，工事坚固，兵力雄厚，可谓天衣无缝，固若金汤。因此，大言不惭地在城门上写了“万里金汤”四个大字。马步芳也狂妄地说：“凭着兰州依山临水的地形和抗战时期的‘国防工事’，我不仅要保住兰州，而且要直下西安！”
果然，21日战斗打响后，进行得非常激烈。我军由于战前部分指战员轻敌，未能摸清敌情、充分准备，尽管用了9个团投入战斗，部队指战员也打得非常勇猛顽强，多次和敌人展开肉搏战，并给敌人以很大杀伤，但全线却没有夺得敌人一个阵地，自己的伤亡倒是很大。彭德怀根据这种情况，果断地下令：全线停止进攻，迅速进行阵地总结，按21日的战斗指示做好准备后再发动总攻。
8月23日，彭德怀来到杨得志所部19兵团指挥所。
19兵团首战失利，指挥员心情很沉重，向彭总做了检讨。彭德怀却说：“部队试攻受阻，其主要原因是轻敌，次要原因是敌人工事坚固，守敌顽强。这次试攻是我决定的，时间仓促，部队准备不够。不过，通过试攻，也达到了了解敌人的目的。你们要告诉战士，沉住气，总结经验教训，仔细研究敌人，扎扎实实地做好准备工作，待命向敌人发动总攻。”
彭德怀的指示精神被传达到整个攻城部队，指战员们听到后，感到深受鼓舞，一致表示，一定要千方百计拿下兰州城。
在以后的三天里，“充分进行准备，争取一举攻克兰州”已成为全军上下的一致行动。无论前线和后方，机关和部队，都紧张地投入了战前准备，部队深入地进行了政治动员，认真总结了经验教训，仔细地侦察地形，反复地摸清道路，进行了沙盘作业，开展了军事民主……
7、 鏖战兰州
对兰州战役，毛泽东及中央军委予以了高度关注。在兰州战役前后的十几天内，彭德怀几乎每天都向军委和毛泽东报告前线情况，毛泽东也多次复电指示。
8月23日，毛泽东指示：马步芳既决心守兰州，有利于我军歼灭该敌。为歼灭该敌起见，须集中3个兵团全力于攻兰战役。王震兵团从上游渡河后，似宜迂回于兰州后方，即切断兰州通青海及通新疆的道路并参加攻击，而主要是切断通新疆的道路，务不使马步芳退至新疆，贻害无穷。攻击前似须有一星期或更多时间使部队恢复疲劳，详细侦察敌情、地形和鼓舞士气，作充分的战斗准备。并须准备一次打不开而用二次、三次攻击，去歼灭马敌和攻占兰州。
看到毛泽东的指示，彭德怀确有茅塞顿开之感。他遵照毛泽东指示立即调整了部署，并设想了可能出现的最困难的情况。
然后于24日报告毛泽东：以现在准备工作看，攻城已有七八成把握，故决定在25日晨开始攻击。1949年8月25日凌晨，雨过天晴。兰州城内外，一片漆黑，点点繁星，在天空中闪闪发亮。习习微风吹来，使人感到阵阵凉爽。南山上下，静谧异常，连稀疏的枪声也听不见。经过几夜的袭扰，敌人已经疲惫不堪，眼下可能正蜷缩着身子，做着黄粱美梦呢。他们何曾想到，在这静静的南山下，千万个战士杀敌复仇的火焰正在熊熊燃烧！
6时30分，突然，两颗红色信号弹腾空而起，总攻开始了！刹那间，整个大地发出惊天动地的巨响，一条条火舌飞向敌人阵地。在炮火掩护下，我全线各个突击队，经过猛烈冲锋，在火光弹雨中突破了敌人的前沿阵地。突击部队和爆破队协同动作，密切配合，且战且进，击退敌人一次又一次反扑，我军一步又一步地向前推进着。
敌军坚固工事一个个被突破。经过异常激烈的战斗，沈家岭主阵地上的上、下狗娃山，首先被第4军攻占。下午，第6军攻克了南山最高峰营盘岭的主阵地三营子；63军攻占敌另一主阵地豆家山。65军于黄昏占领古城岭、马架山。
至此，兰州的“锁钥”已全部掌握在野战军手中了。在战斗中，敌军指挥官用机枪和大刀督战，连续向野战军发动反冲击。进攻部队攻占每一条壕沟，攀登每一道峭壁，夺取每一个阵地，都经过艰苦的战斗和反复的争夺，多次拼刺刀，同敌人肉搏。
皋兰山的主峰营盘岭，敌之工事最强。当6军17师50团冲锋到第一道峭壁时，突破口未被炸开，敌人凭借钢筋水泥暗堡拼命抵抗，几次爆破和攻击均未成功。这时7连指导员曹德荣挺身而上，抱起炸药包，趁着手榴弹升起浓烟雾之际爬到峭壁下，身贴崖壁，手托炸药包炸开了缺口。