银川的守军情况跟包头类似，但马鸿逵在银川的兵力要稍微多一些。
马鸿逵在银川城内驻有两个骑兵团和一个步兵团，约五千人，另外还有日军的一个独立守备小队，约一百人。银川城墙完整，城外有护城河，地形对防守方有利。但这个优力也是十分有限的。
胡琏在7月14日抵达银川外围。他没有立即发起攻城，而是命令骑兵侦察团和装甲团从银川南北两侧绕过城去，切断了银川通往宁夏后方的公路。
然后潘裕昆的榴弹炮师在银川城东的高地上展开，对城墙上的火力点和城内的马鸿逵指挥部进行了精确轰击。炮击的目标事先经过侦察兵的精确核实，炮弹落点非常准，城墙上的几个碉堡被直接命中炸毁，马鸿逵的指挥部被炸塌了半边。
7月15日拂晓，第11师的两个团从银川城东和城南同时发起攻击。守军依托城墙抵抗了两个多小时，但在装甲团从北门方向突破之后，城内的防守迅速瓦解。
日军独立守备小队的百余人在城北的一个据点里据守，被装甲团的T-34坦克围住，最终全数被歼。
马鸿逵在城破之前从西门逃了出去，带着残部向宁夏西部退去。
银川被攻占之后，西征兵团兵分两路。
第18师主力沿黄河西岸南下，进入甘肃，直指马步芳的老巢西宁方向。
胡琏亲率第11师、两个装甲团和潘裕昆的榴弹炮师沿河西走廊西进，清剿沿途的日军残部和地方武装。
马步芳的主力部队在甘肃和青海交界处驻扎。他本人在西宁，手下有三个骑兵旅和一个步兵旅，约三万人。
马步芳的消息还是很灵通的，包头和银川接连失守之后他就知道情况不对。
但他判断错误，认为苏杭的西征兵团不会深入甘肃，打到西宁来。他以为苏杭只有包头和银川这两个点，判断的原因就是苏杭为了巩固绥远和宁夏的控制，不会再往西推进。
基于这个判断，马步芳没有集中部队组织防御，而是继续把部队分散在各地的驻地，只加强了西宁城内的防守。
事实证明，这个判断是相当错误的，上干火从来都是一步到位，不给敌人留任何反扑的可能性。
第18师从银川出发后沿黄河西岸南下，一路急行军，三天时间推进了将近两百公里，于7月24日抵达兰州外围。兰州的守军只有马步芳的一个骑兵团，团长在城墙上看到远处的坦克之后，没有组织任何抵抗，直接带着部队从西门跑了。
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