蘭州戰役是1949年8月份打的，這時候胡宗南在扶眉戰役中被打破了膽，逃亡漢中地區。東南戰場二野、三野和四野正在秋風掃落葉般追擊國民黨殘餘部隊，大形勢對我十分有利。
國民黨的部署：
馬步芳讓年僅28歲的兒子馬繼援為司令官防守蘭州，手裡的兵力是82軍、129軍、2個騎兵師和3個保安團，一共5萬人。
129軍和2個騎兵師都是臨時組建的部隊，沒什麼戰鬥力，3個保安團更是打醬油的，西北地區歷來貧窮養不起部隊。馬繼援手裡唯一的常備主力部隊實際上也就是82軍的100師約8000餘人。
蘭州的北翼是臨時組建的91軍和120軍以及馬鴻逵的81軍3萬多人作為策應。南翼是新組建的2萬多部隊作為策應。
蘭州戰役國民黨總的戰略兵力是9萬多人，實際參戰的是蘭州城防的5萬餘人。
馬家軍的戰略目標是堅守蘭州，如果勝利則扼守西北大門，如果失敗堅守可以為蘭州和西寧的撤退贏得時間。
解放軍部署：
以64軍3萬餘人在北翼，牽制馬鴻逵的3萬餘人。以1軍、2軍和62軍共10萬大軍進攻南翼的2萬多國民黨軍隊。以7軍、60軍、61軍10萬大軍駐守寶雞保障後方，牽制胡宗南集團。
進攻蘭州5萬國民黨軍隊的是我軍主力，包括3軍、4軍、6軍、63軍、65軍共5個軍15萬兵力，我5個軍得到了四野5個重炮團的支援，可謂是兵強馬壯，由彭總親自指揮。
我軍的戰略目標是殲敵主力於蘭州地區，開啟挺進大西北的門戶。
我軍戰略總兵力34萬人對9萬人，蘭州主戰場我軍15萬對5萬人。
從實力看我軍無論從哪個方面講都是壓倒性的優勢，應該是勢如破竹的程序，但戰鬥實際上比想象的要艱難得多：
我南線1.2.62軍共10萬大兵首先進攻南線，2萬多馬家新兵不戰而退，蘭州的南翼已經被粉碎，馬家軍急忙將騎兵主力調往西寧，保障後方。
而我攻蘭主力趁機挺進蘭州城下，8月21-22日4.6.63.65四個軍調集了9個團的精銳，對蘭州外圍東、西、南三面的馬家山、竇家嶺、古城嶺、狗娃山、十里山、沈家嶺和草盤營等陣地發動兩天的猛攻，陣地一個都沒有拿下來，幾十公里的防線一個口子都沒有撕開。
而我進攻的9個團損失慘重，傷亡達2500人，僅65軍傷亡就達800人，我軍停止了進攻。
接下來彭總主動承擔失敗的責任，承認了準備過於倉促，攻擊面過於分散沒有集中兵力和火力。接著開始調集後續兵力尤其是炮兵。經過22-25日三天的準備，25日開始發起了總攻。
25日在蘭州城區的外圍進行了竇家嶺、古城嶺、營盤嶺和沈家嶺四大陣地進行激戰。
第一、東線的竇家嶺是我63軍主攻方向，我軍集中3個團又一個加強營發動進攻，馬家軍防守的是100師的1個營和一個保安團共3000餘人，雙方激戰6個小時，戰況激烈，我軍先後又調集2個團支援。
馬家軍也先後兩個批次支援從側翼發動反撲，第一批是100師的一個營被我軍擊潰，第二批是100師的兩個營（含第一批的那個營），又為我軍所擊潰，雙方均傷亡慘重。馬家軍退防十里山和馬架山，我軍攻克竇家嶺。接著守竇家嶺這兩個殘破的團整編為一個團對竇家嶺陣地發動反撲，再次為我軍擊潰。
第二、65軍主攻的是東線的古城嶺，65軍組織了5個團發動進攻。古城嶺的守敵是100師的其餘兩個團共5000餘人。古城嶺戰鬥的核心是左翼。
我193師的577和578團發起進攻後突破古城嶺左翼，100師立即調集兵力發動反撲，我軍兩個團損失慘重，193師組織直屬部隊和機關勤雜人員投入戰鬥，194師的582團也投入戰鬥，雙方反覆爭奪20餘次，進行慘烈的拉鋸戰。
雙方激戰11個小時，殲滅馬家軍1300餘人，敵殘部退守十里山和馬架山。
蘭州戰役戰場地形
第三、南線的營盤嶺是我6軍的主攻方向，6軍調集6個團的主力發動進攻。負責防守的是82軍248師的2個團約5000餘人佈置了三道防線。
我軍經過半個小時的炮火準備發起總攻，佔領第一道防線。248師組織1個團兵力連續發起三次反撲，均被我軍火炮擊潰。
248師又組織一個營兵力發動第四次反撲，我軍調集3個團兵力發動反衝鋒，不僅擊敗敵軍的第四次反撲，還乘勝攻克第二道防線。
第二道防線丟失後248師組織兵力先後發起7次反撲，均被我軍擊退，248師的進攻力量也消耗殆盡。我軍接著發起總攻，攻克營盤嶺最後的主陣地。
營盤嶺戰鬥共殲敵3000餘人，248師參戰的5000人損失率超過60%。
此為犧牲的王學禮團長紀念碑
第四、西線的沈家嶺和狗娃山是我4軍的主攻方向。沈家嶺攻堅戰也是蘭州戰役最慘烈的戰鬥。4軍調集6個團的主力發動進攻。防守的是190師的兩個團及附屬部隊共6500人，像營盤嶺一樣也組織了三道防線。
我軍發動了猛烈的炮擊，接著發起突擊，接連突破守軍的兩道防線。國軍組織兵力連續發起5次反撲，均被我軍擊潰，190師步兵損失殆盡，三個主力營長均被擊斃，接著換上了騎兵和工兵繼續戰鬥。
我軍也同樣損失慘重，其中負責主攻的31團經過五個小時戰鬥只剩下100多人，團長王學禮和政委李錫貴均壯烈犧牲；32團副團長馬克忠也壯烈犧牲，32團戰後僅餘數十人。
4軍將作為預備隊的3個團也調上來，這也是四個主攻軍中唯一9個主力團全部壓上的戰鬥。
我軍主力全線壓上後，馬家軍困獸猶鬥，依然繼續將騎兵當步兵用，加上工兵發起反撲。我軍每打退敵軍一次反撲就乘勢前進一步。最終經過14個小時的激戰，我軍攻克沈家嶺。
沈家嶺故戰場，山頭被削低2米多
沈家嶺戰鬥結束後，蘭州戰役勝局已定。25日傍晚馬繼援開始撤退，並且命令一顆子彈、一粒糧食都要帶走，進行大搬家式的撤退。
作為預備隊的3軍晚上十點發現敵軍企圖，發起追擊，敗退的國軍陷於混亂，最後逃跑者掉冒險徒步過河，在黃河中溺死者達2000餘人。
但我軍其餘4個軍經過一天激戰傷亡慘重，都在積極搶修工事，防止馬家軍發動反撲，併為第二天的進攻做準備，沒有趁機發起全線反擊，所以也沒有取得更大戰果。
26日我軍對蘭州發動大規模進攻，敵軍均已逃竄，蘭州勝利解放。
而蘭州戰役的傷亡資料始終是個迷，根據軍史專家的普遍說法是我軍傷亡8700人，馬家軍傷亡1.2萬餘人。
