1949年9月10日，解放军在河西走廊全歼了马家军。彭德怀在兰州接见维族同胞，宣布人民解放军即将解放新疆。解放军第一野战军发动甘肃河西追击战役，兰州、西宁相继解放。第二兵团司令员许光达、政治委员王世泰率部沿兰新铁路向西北追击，第一兵团司令员兼政治委员王震率第二军北进迂回河西走廊。解放军越过祁连山，攻占民乐，歼灭敌军骑兵第十五旅等部。在张掖地区又歼敌5个团，与第二兵团会师。解放军政治争取下，西北军政长官公署第八补给区司令部、甘肃河西警备总部及第一二0军、第九一军残部于9月24日在酒泉投诚。解放军第二军进驻酒泉、玉门、安西等地，河西地区追击战胜利结束，共起义、投诚及被歼共4万余人。
马鸿逵部4个军及若干地方武装部队约7万人退守宁夏，以银川为中心构成三道防线，企图阻止解放军进入宁夏。解放军第一野战军发起宁夏战役，马军在解放军攻势下四散溃逃，总指挥马敦静逃走，第一二八军军长卢忠良率残部投诚。解放军于23日进驻银川，宁夏全境解放，共歼灭和改编敌军4万余人，马鸿逵部全军覆灭。
此外，解放军还在9月5日解放了青海省省会西宁市，23日解放了银川市。在酒泉，解放军登上缴获的汽车，准备向新疆进军。
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