1949年7月扶郿战役结束后，胡宗南集团的残部退入秦岭山区，青宁两马（即马步芳、马鸿逵部）撤至西兰公路平凉地区。
根据敌人态势，西北野战军彭总司令于7月24日率领大军分路转向陇东，追歼两马匪军。
这次陇东追击战中，敌人一切阻击计划全归失败。自以为不可一世的马步芳阴谋策划的“平凉决战”计划，因马鸿逵不愿作马步芳的“马前卒”而归于流产。
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在我军强大兵力进攻的压力下，马鸿逵为保其老巢宁夏，遂命令他的一二八军军长兼前线总指挥卢忠良，率部背向宁夏撤退。马步芳见马鸿逵溜了，也不得不令马继援率领的陇东兵团背向兰州后撤。
在这种情况下，彭总决定先打马步芳，然后再收拾马鸿逵。
当大军越过平凉，奋勇向西追击时，得知马步芳决心“死守兰州”的计划。西北野战军众将都很担心，有人向彭总问道：“兰州有黄河障碍，敌人如果真要死守，该怎么办？”也有人建议，是不是掉回头去，先消灭胡宗南的残部。
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彭总听了反而哈哈大笑，接着他胸有成竹地答道：“马步芳要死守兰州，这太好啦！我们不怕他守，而是怕他跑掉。如果他真的不跑，就到了我们把他消灭在兰州的时候了。至于胡宗南嘛，暂时还是把他放一放。因为胡宗南背靠四川，过早地把他压到四川，对二野部队入川不利。”
在马步芳看来，兰州城里驻着他的主力八十二和一二九两个军，城外围左有九十一和一二〇军，右有新编的骑兵军，加上一条天险黄河，“固守”是“万无一失”的。
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如果同已经窜到徽县、两当地区的胡宗南部四个军，以及退踞同心、中宁、金积的马鸿逵部三个军一起向西北野战军进击，则里应外合、“会歼”西北野战军的计划，一定可以实现。
彭总分析了马步芳的狂妄意图之后，异常坚定而又充满信心地对我们说：“这个马步芳真是夜郎自大。他想在兰州消灭我们，好吧，咱们走着瞧，看谁把谁消灭在兰州！按照马步芳的计划，我们就来它一个将计就计，因势利导。”
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彭总本着战略上藐视敌人、战术上重视敌人的思想，命令部队用三天时间做好攻城的准备工作。
彭总还亲自带人到皋兰山南麓观察地形，商讨进攻兰州的作战方案，并再三提醒大家注意：马步芳还有一股“牛劲”，我军将士大部分还没有同他交过手，要准备好迎接他的殊死一搏。
8月22日，野战军司令部推进到兰州东南的乔家湾家营，正当众人在研究作战方案时，兰州东郊突然传来一阵激烈的炮声阵。
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彭总侧耳听了一阵，当即派作战参谋到十九兵团司令部走一趟，告诉杨（得志）司令员：要部队沉住气，扎扎实实地做好攻城前的一切准备工作，不要过早地惊动敌人。如果敌人向我军反击，那就坚决地消灭它，不要担心敌人会跑。
按照这一指示，尽管敌人在向我军打炮，但十九兵团将士扎扎实实地进行攻城准备，根本就没理它的茬。
按照预定计划，8月25日拂晓，我军向兰州发动了总攻。经过一天激战，到下午5时，突破了敌人三道防线，黄昏前占领了皋兰山的营盘岭和马家山、沈家岭。
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皋兰山是马步芳“固守兰州”的主阵地，此地一失，敌军立时呈现溃乱之势。我军乘胜继续展开攻击。
夜幕降临时发现敌人通过黄河铁桥逃跑，彭总立即命令第二兵团迅速以火力封锁黄河铁桥和黄河北岸的公路，截断了敌人逃路。
十九兵团和二兵团主力，从东面和南面攻入兰州城，展开了激烈的巷战和猛烈的追歼残敌战。
第二天上午，我军越过黄河铁桥，攻占了城北高地北塔山。至此，兰州战役胜利结束，守敌五万人，除极少数逃脱外，其余大部被歼。马步芳见美梦破灭，慌忙乘飞机狼狈逃跑了。
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战役刚一结束，彭总就对我们说：“马步芳这一次给我们办了一件大好事。要是他当初丢下兰州继续撤退，想消灭他还真得费点时间呢。他想用一计把我们消灭在这兵家必争之地的兰州。可是，他万万投有想到，我们却将计就计，来了一个釜底抽薪。”
兰州解放不久，王震指挥的第一兵团，于9月5日占领了马步芳的老巢西宁。各族人民重见天日，敲锣打鼓，欢庆解放。
多年来，王震上将在回忆起兰州战役时，还赞不绝口地说：“彭总是一位无愧于深谋远虑的战略思想家，用兵大胆，有远见、有气魄，令人钦佩。”
