防守沈家岭的是马继援嫡系第82军的第190师。在21日第一次与解放军交手后，他们多少滋长了一些骄傲情绪。但他们没料到解放军此番进攻，情景却全不一样，不仅照着其主阵地冲来，还一举把阵地炸开了一个缺口。
     看着我军发起的凌厉攻势，190师参谋长李少白不断大呼：“完了完了！”他赶紧向马继援求救。但马继援也是焦头烂额。其时，战斗已从兰州的南、西、北三面全面铺开，解放军不仅火力猛，兵力强，并且打得还特别准。很多苦心构筑的暗堡和火力点都被解放军的炮火连根拔除。马继援先前的那股信心早已丧失殆尽，现在，他最恨的就是马鸿逵。早在23日的时候，马步芳就派了长官公署的秘书长马骥于连夜驱车前往宁夏，请求马鸿逵的援兵。马鸿逵当时信誓旦旦地表示：“合则存，离则亡，我一定出兵！”但两天过去了，仍然不见马鸿逵的动静。马鸿逵的援兵无望，只能自己救自己了。马继援火速从固守东岗镇的第100师抽出一部分精兵，增援沈家岭及附近的狗娃山，他下了死命令，必须守住沈家岭！
     但援兵的到来丝毫扭转不了沈家岭的败局，我军团长王学礼指挥第1梯队2营首先发起进攻后，接着又命第2梯队1营迅速跟进。战士们冲上阵地就与守敌展开了肉搏，他们端着刺刀，在阵地上与敌人杀得血肉横飞。待敌人渐渐不能支撑时，王学礼大刀一挥，3营作为预备队又投入了战斗。到下午6时，我31团拿下了沈家岭，但伤亡十分惨重，全团只剩下300多人，团长王学礼、政委李锡贵壮烈牺牲。
     皋兰山主峰营盘岭上的战斗也同样激烈，守敌凭借钢筋水泥工事拼命抵抗，第17师50团几次爆破都未奏效。最后46团7连指导员曹德荣抱起一堆炸药，趁手榴弹爆炸升起的浓烟一气冲到了削壁底下，他身贴崖壁，与一年前牺牲的董存瑞一样，用自己的血肉之躯托起炸药包，与敌碉堡同归于尽。
     一声巨响炸开了碉堡，我军官兵们以英雄为榜样，从战壕里一跃而出，一口气冲上了皋兰山，与敌人刀光剑影拼到下午5时，终于把皋兰山夺到了手。
     敌军几个主阵地已被突破，王震的1兵团也正朝兰州西侧急速行进。马继援神色慌张，通过无线电要通了西宁马步芳的电话，父子俩一阵方言交谈后，马继援撂下电话就下令部队全线撤退。
    第二天，彭德怀、张宗逊、甘泗淇带领部队就进了兰州城。