马继援率部撤退到定西以后，又想凭借那里的险要地势进行抵抗。他电请长官公署副参谋长彭铭鼎商谈作战方略。
彭铭鼎是湖南人，与驻守新疆的陶峙岳、第八补给区司令增震五关系密切，是陶的亲信人物。彭铭鼎亦深得刘任的信任，是长官公署中央派的智囊人物，曾代表西北军政长官公署数度飞往汉中，与胡宗南商量如何协同作战问题，但往往因互相要求支援掩护而发生争执，与胡宗南的参谋长罗烈吵闹一场，不得要领而返。
不久，胡宗南主力被歼于渭水河谷，马步芳则闻讯龟缩于六盘山以西。国民党中央看到胡宗南濒临绝境，西北局势险危，乃派贺衷寒等人飞兰，要求马步芳出兵宝鸡，控制秦、蜀通道，使胡部在秦岭以南得到苟延残喘的机会。但是，马步芳为了保存实力，未予搭理，气得胡宗南破口大骂。马步芳又派长官公署参谋长刘任在静宁召开军事会议，原拟宁夏、陇东、陇南三个兵团的军、师长参加，结果宁夏兵团拒未出席，致使死守平凉的防御计划未能付诸实施。
其时，宁夏兵团布防于海原、固原一带，陇东兵团主力在静宁、庄浪地区，陇南兵团则控制天水、清水一带地区。三个兵团加上地方武装，攻击兵力不下二十万，在数量上占据优势。但是“中央派”与“地方派”军阀之间互相猜疑，各怀鬼胎，互不相顾。马步芳骑兵十四旅在陇县固关峡覆灭后，三军惊魂失色，一齐调头回逃。
宁马首先回窜宁夏，青马亦仓皇西逃。陇南兵团的王治岐残部则逃逸于礼县西固山区。九十一军黄祖勋及一二军周嘉彬部一枪未放，调头齐向洮河方向逃窜。所谓的联合作战局面，此时已分崩离析，青马孤立无援，孤军退守兰州已成定局。
马步芳自料孤军作战，寡不敌众，令其子迅速退守兰州，而马步援则想在定西一带据险抵抗，父子意见相持不下。彭铭鼎接到了马继援的征询电话后，便星夜驱车到了定西。此时，马继援正在踌躇不决，一见面即以“守定”、“守兰”两项意见相征询。
此时，以副长官刘任为首的“中央派”，鉴于胡宗南与马步芳以及“二马”之间的矛盾愈演愈烈，已别具心肠，他们幻想退守河西走廊，养精蓄锐，等待“第三次世界大战爆发”，再行反守为攻。但是要想占据河西走廊作为根据地，首先就得保存住陇南兵团，同时也不能让马继援窜据河西走廊。
他们知道，马步青曾经盘踞河西走廊多年，在当地回族中有很大势力，马步芳也视河西走廊为自己的势力范围之内，是绝不会允许他人染指的。
其时，驻新疆的骑五军马呈祥又为马家军嫡系，一旦青、新二马联手，不但河西走廊，即使新疆亦将受其威胁。如果与国民党中央的空运断绝，“中央派”认为青马再无可利用的时候，则有被吞噬、抛弃的可能。因此，“中央派”对马步芳父子早就怀有戒心，也绝不能让青马窜据河西走廊。
对于兰州作战，“中央派”人物在密议后断定绝不可守，守则必败无疑。他们认为，宁马对马步芳入主兰州，早就心怀不满。宁马虽然分得了甘肃省主席一职，但受马步芳束缚，不能为所欲为，马鸿逵早就认为兰州已成为青马的势力范围，所以对兰州的得失，不甚关心，他以为只要全力保住宁夏老巢就够了。二马此时已公开决裂，也不可能临难相救。
胡宗南此时龟缩于汉中，解放军西去，他正好可在汉中整休苟安，以图坐收渔利。况且，胡宗南在关中失败后，对青马有见死不救的切齿之恨，他按兵不动，是意料中事。而陇南兵团，虚有“中央军”之表，其实毫无战斗力，马继援的陇东兵团，战斗力虽较强，但众寡悬殊，大军压境终究难以应付。
所以，刘任在制订兰州作战计划时，以陇东兵团独立担当兰州保卫战，以陇南兵团为总预备队。他们认为，胜还可以继续与青马合作，败了消灭的是马家军，中央系统的陇南兵团仍可保存无损。这种部署，其中隐藏借刀杀人，诱人“入我彀中”的险恶用心。
当时的“中央派”内部，又有主和和主战的鸽派和鹰派两个不同的小集团。
陶峙岳由西北军政长官公署副长官，调任新疆警备司令之后，留有部分亲信如曾震五、彭铭鼎等人在甘肃工作。新中国成立前，陶又兼任河西警备总司令，对河西驻军有节制之权。
甘肃的陶峙岳系主和派，虽早有脱离蒋马另创局面的想法，但因本身没有力量，又距离解放军太远，不易配合，所以不敢贸然采取行动。
最先提出发动和平主张的是新疆警备总司令部总参谋长陶晋初。他们当时的所谓“和平”，不是无条件起义归向人民，而是附有条件的靠拢共产党。
1948年秋，陶晋初自湘赴新，就任新疆警备总部参谋长时，曾到香港与李济深取得了联系。经过兰州时，曾与彭铭鼎几度密谈，两人相约寻找线索，掌握军队等待时机举行起义。
公署参谋长刘任，是桂系派在西北的一只守望警犬，他的言行一贯是主战的，但是当时在共同设计摆脱青马占据河西走廊的行动，则是一致的。身处在这样复杂的派系矛盾旋涡中的彭铭鼎所扮演的角色自然是非常微妙。但是，要控制并掌握陇南兵团，也并非易事。
一一九军王治岐原已配属胡宗南五兵团指挥，扶眉战役后，王别有用心，便龟缩武都，坐观成败去了。
一二军军长周嘉彬是张治中的女婿，易于争取，可是这时他的部队逗留在陇西途中，他也摇摆不定，曾有过想把部队拉到汉中，去依靠胡宗南的情报。
刘任派公署政工处长上官业佑，前往劝说周嘉彬之外，并在兰州挟制周嘉彬的爱人打电话给周，几番周折终于把一二军拉过来了。
九十一军黄祖勋是蒋、胡嫡系，早就不听刘任的调遣，因而最难驾驭。
为了控制该部，最理想的办法是由曾震五取而代之，但又怕青马趁机争夺人事权。该部由秦安撤退时，黄祖勋已与沈芝生等人商量，将部队向胡宗南那边拉，后因廖凤运师不战而溃，且受一二军监视，又怕王治岐部在武都截阻，乃不得已随同青马一同西窜。
彭铭鼎知道，如果陇南兵团同青马陇东兵团一同在定西、临洮一带实行河川防御作战，必然会成为马继援的陪葬品。经过密议计谋，决定首先暗算青马，撺掇马继援，引诱入套。其时，马步芳早已溜回了青海，马继援成了马家军首领，军政事宜均须马继援点头才行。彭铭鼎两面三刀，平时善于逢迎马继援，也深得马继援信任，于是他就成了最理想的说客。
基于以上原因，彭铭鼎侃侃而谈，作了军事分析：“定西无险可凭，地势不利于守，既无工事又无屯粮，解放军不来则已，若来必兵力数倍于我，一旦被围，内无军粮，外无增援其危险极甚；兰州地势险峻，易守难攻，设有坚强工事，粮弹贮备亦多。主力在这里占领桥头堡阵地，不仅兵力与阵地非常合适，且背水一战，将士有必死之心，无生还之意。凭借工事、火力，敌以兵力，我以优势，再转守为攻，胜算较大。”
马继援听罢分析，沉思许久，方才说道：“我在这里不打阵地战，打运动战，机动灵活地打，打不赢再走，你看如何？”
彭铭鼎说道：“骑兵已损失很大，还打什么运动战？你能机动得过解放军吗？到那时，解放军数倍于你的兵力，团团围住，要走也无可能了。”
马继援复沉思良久，最后气呼呼地说道：“那么，就向兰州撤罢！”
8月2日，马步芳派刘任携带“兰州防御作战方案”到定西，召集军事会议进行传达。
同日，马步芳又派冶成荣携带写给儿子的一封密信，催促马继援速回兰州布防。这日下午，马继援同冶成荣骑马去河边小树林里密谈，八十二军参谋长马文鼎带着卫兵在林外守候。
过了三个小时后，马继援与冶成荣方才走出树林。
马继援面带笑容，冶成荣神情则愉快轻松，吹着口哨。在他们的身后，警卫员牵着负伤痊愈了的两匹大青马。
其时，天色已近傍晚，西天晚霞将一湾河面映得通红。河两岸是一片空旷的田野。连日阴雨初晴，雨积云在夕阳照耀下，变成一条火烧长云横亘在天际，像一匹五彩斑斓的红锦缎。
参谋长马文鼎夹着公文包，亦相跟着来到河边。三人伫立在河岸，看着西天灿烂晚霞渐渐消失。通红的余晖在人马的身上映出明亮的光环。他们身后，是一片河边的金黄的未收割的麦田。河对岸有一座赤褐色石崖，一群野鹁鸽觅食后归巢，相继降落在崖头，宛如天空里洒落的一把银色珍珠。
马继援对马文鼎说道：“没有啥了不起的，这些灰鹁鸽们好打。你不打只野鹁鸽？”
马文鼎问道：“军长要打野生吗？”
马继援说道：“我很长时间没有这样清闲过了，也好练练枪法。”他说着从卫士手中接过驳壳手枪，隔河连连点击，几只野鹁鸽相继从空中坠落下来。
冶成荣鼓掌夸赞道：“军长真好枪法，宁海军中的名射手也不过如此！”
马继援笑了笑，将手枪抛给了卫士，说道：“阿大已经下了决心，在兰州好好打一仗才好向蒋委员长有个交代。兵者乃死生之地，存亡之道，不可不重视，但政治因素更为重要。我们不能因战略战术的争执而影响我们大政决策。如果我能固守坚城，吸引共军于城下，中央军和宁夏军团在兰州外围实行反包围，我们再来个中心开花，即可一战而胜，安定西北。那时，我们的局面就可改观了。”接着，他又对马文鼎命令：“部队连夜做好开拔准备，明日清早出发，分东南两路进入兰州布防！”
在会议上，彭铭鼎又以谋士的姿态向马继援献策说道：“共产党虽一时得逞，即将逼近兰州，可是犯了孤军深入的兵家大忌。胡宗南部队蹑其后，宁夏兵团拊其背，我军固守兰州相机反攻，解放军将遭到四面围攻的毁灭性打击。为了便于指挥，必须划分兵团战斗区，控制强大预备队。最好陇东兵团的一部守河口，主力在兰州占领阵地，严阵以待。陇南兵团系新编部队，不但战斗力不强，而且将领骄横难制，不要把这个部队放在兰州守城，以免与陇东兵团混杂，不便指挥。可以把该兵团作为总预备队，令在河北一条山一带占领阵地，掩护我军侧背。但是陇南兵团内部人马必须调整。九十一军黄祖勋，是胡宗南的嫡系，不可能忠于马长官的事业，早有南去依附胡宗南的传闻，其人又骄横跋扈，不听指挥，若不先发制人，及早处理，恐贻后患。为了确实控制这个部队，为马长官效力，似应赶快撤掉黄祖勋的军长职务，另派忠于马长官的人接替。其次，兰州保卫战未开始前，所有军需物资和机关干属，必须先行后撤。为有利于陇东兵团以后行动，公署干属人员这个大包袱，应该卸在河西，不准进入青海。但第八补给区所有军需物资又必须运存青海。第八补给区家当不小，为顺利实现这个转运计划，马长官应派亲信接掌第八补给区司令职务。至于第八补给区司令曾震五，可令他接替九十一军之长，他一定能感恩图报，为长官效力尽忠。”
这些悦耳之言亦正中马继援心怀，经与在西宁的马步芳商量，完全同意照办。除因战局变化太快，未来得及撤换黄祖勋外，其余计划都实现了。
8月14日，马步芳由兰州乘飞机前往广州，参加国民党中央召开的“西北联防军事会议”。
同日，马继援也在兰州主持召开军事会议。决定成立兰州战役指挥部，成员为马继援、刘任、马步銮、卢忠良（缺席未就任）、赵遂、马文鼎，指挥部设在黄河北岸金城关。会议上确定了如下军事部署：
兰州市郊区防御阵地，东自濒临黄河的十里山起，经西兰公路通道及窦家山、马架山、古城岭，由第一师防守，皋兰山、营盘岭及兰阿公路左侧高地，由第二四八师防守，自阿兰公路右侧沈家岭、狗娃山及兰临（洮）公路要口，由一九师防守，一二九军的三五七师及新一师为预备队，第三五七师驻七里河小西湖，新一师驻东教场。
左翼由兰州延长堡起至靖远河防，由中央军一二师周嘉彬部、第九十一军黄祖勋部及马鸿宾的第八十一军防守，战斗开始后，可由靖远出兵定西，截断西兰公路。
右翼自兰州金城关起到永靖花莲渡口河防，由一二九军军长马步銮负责，指挥其军直属部队及骑兵第八旅、骑兵第十四旅防守，如临夏新编骑兵军要求增援，马步銮即率领两个骑兵旅驰援。
宁夏兵团除一部分牵制解放军外，大部分军队向兰州靠拢，作为战术总预备队。
以上会议纪要，由长官公署分送宁夏兵团及各军师部遵照执行。
18日，解放军第十九兵团，进入兰州东南郊区，第二兵团进入兰州西南郊区，双方在兰州前沿阵地开始了有试探性的火力接触。至此，兰州决战正式拉开了序幕。
马步芳集团向以狡诈凶残著称，为什么会愚蠢上钩，乖乖钻入彭铭鼎设计的圈套呢？此中又暗藏着马步芳的狡黠心机在内。
当时陇南兵团不能参加兰州保卫战，而被调到一条山当总预备队，师团长们是有异议的。九十一军军长黄祖勋对他的师长们是这样解释的：“马步芳自接任长官后狂妄至极，他自己认为西北是我的，一切应以我为主，以我军守我土，心安理得。马步芳歧视我们中央军，怕我们不为他卖力，轻易放弃兰州，拆他的台。要想保存兰州这块地盘，他认为只有他的部队可靠。其次，青海军是他的老巢，军用物资大量向青海运输，如果兰州保不住了，他向青海一缩，又可以当他的青海王。再次，马继援这小子也骄傲得很，正大做‘诱敌深入’围歼解放军的好梦。都把我们看成是豆腐队伍，怕作战不力，影响他的士气。”
其实，黄祖勋只说对了一半，马步芳同意如此部署，是怕主客军混杂，影响他的逃跑撤退。
兰州防御战，是马步芳迫不得已的选择。陇东战役后，他的部队一再退却，若不在兰州抵抗一下，对广州国民政府和蒋介石也就无法交代。兰州有抗战时修筑的坚固工事，他正好可以凭借坚城抵抗，借以向老蒋要官要饷。万一侥幸获胜，他可以扩大他在西北的地盘，如若失败，他可退缩青海抵抗，再不胜亦可由草地逃往国外。
对兰州的最终战局，马步芳已感到必败无疑，即使初战获胜，最终还是守不住。共产党真是太能打仗了，三年较量下来，解放军愈打愈强大，而蒋介石的几百万军队被打得连连败退，丢盔弃甲，已丢失了大半个中国。阎锡山在太原拼死抵抗，最后也还是一败涂地，全军覆灭了。所以，马步芳早就没有坚守兰州的打算，他只想打一仗给老蒋看看。
早在7月份，宁海军咸阳败退之前，马步芳在兰州就指示人搬迁工厂，抢运兰州物资。马步芳在兰州九间楼办公室对冶成荣反复叮嘱道：“快点办，这事慢不得！”当时局外人还猜不透他的这个哑谜。
当日，冶成荣打电话给西宁的高文远，叫青海省建设厅厅长陈秉渊立即到兰州接受任务。
第二天，马步芳和冶成荣在兰州九间楼召见陈秉渊，向他布置在西宁接受和安置兰州各工厂物资及员工疏散青海的任务。
陈受命后连夜返回，从7月2日开始到10日，将甘肃造币厂、兰州服装厂、甘肃机械厂和军政部军需署囤积在兰州的器材、军火、机械及空军后勤部所有的大批汽油等物资，纷纷由兰州搬运至西宁，分别囤放在乐家湾、南山寺、小桥和黑嘴子一带的仓库内。其时，距解放军围攻兰州，尚有一个月的时间。
在兰州被困的前十天，马步芳又指使冶成荣将兰州商会及机关单位存积的公私商品，转运至西宁。汽车运输昼夜不息，仅堆积在享堂的军用物资和布匹、药品等，即达数百吨。
其时，马鸿逵想把他在宁夏的眷属及财务，也转移临夏原籍。郭寄崎建议转移到河西走廊，将来还可退往新疆，马鸿逵没有同意，他认为转移到河州保险。马步芳却认为临夏虽属青海军的防区，但守军单薄，亦不能保险，公开表示阻绝，这使马鸿逵大失所望。马鸿逵从此推测出马步芳也绝无固守河州老巢的打算。
8月13日，马步芳秘密将榆中县兴隆山供奉的成吉思汗灵柩，运往西宁塔尔寺。
为了补充兵力，马步芳电调新疆骑五军的原骑兵第七师、暂编骑兵第一师等部队星夜东下，返回青海增援，并抽运枪械弹药由新疆运往兰州，以补充新编的骑兵军。国民党中央亦派国防部长徐永昌、空军副司令王叔铭飞兰州，与马步芳研究空军支援计划。
在兰州被围的前几个月里，马步芳就将在西宁私邸金库储存的大量黄金，由陈纳德的航空运输公司陆续运往香港，存入了美国和印度银行。据知情人士说，那时每天由西宁直航重庆的重型运输机多达三四架以上，在借口运输羊毛的伪装下，偷运出大量黄金及珠宝。马步青偷运出的黄金数量最多，多达五万两以上。马步芳少些，但亦有二万两之数。
但是，马步芳由兰州飞往广州开会前，又一次发电向李宗仁表示他坚守兰州的决心：“我们有确保兰州的信心和把握，就是整个的西北战局，在很短的将来也会有相当的表现……我将动员整个西北军民力量，与共军周旋，并确保兰州。”
西北联防军事会议后，马步芳从广州转赴台湾，晋见蒋介石。国民党中央为了笼络马步芳，授予他陆军上将军衔。
据说，马步芳在蒋介石面前，吹嘘青海军能征善战，保卫兰州绝无问题，若有空军重型轰炸机配合作战，“可以将青天白日国旗再高高举起十年”。蒋介石此时又做着迁都重庆、固守四川的美梦。马步芳吹嘘使他十分高兴，他连声说好。
第二天，蒋介石又召见马步芳，进行密谈，并答应战事紧张时，可派飞机将马步芳的眷属接往广州，转赴台湾。其实，马步芳飞离台湾后，即派人秘密在香港置买房屋，布置好了败退后飞逃出国的避难所。