国民党在西北地区的总兵力约40万人，分布于西北5省，其中西安绥靖公署主任胡宗南部14个军13万人，主力布防陕中及渭水流域；青宁“二马”（即西北军政长官公署代理长官青海马步芳部、副长官宁夏马鸿逵部）等共5个军14万人，分别驻防甘肃、青海、宁夏3省。青宁“二马”为保住甘、青、宁老巢，纠集青马“陇东”、“陇南”和宁马“援陕”3个兵团，在马步芳之子马继援统一指挥下，联合胡宗南部5个军共20余万人，在宝鸡地区大举反扑。6月下旬，一野将企图反扑西安之胡、马联军1.3万余人歼灭。陕中战役解放西安和陕中广大地区，歼敌共3.5万余人，为聚歼胡宗南集团创造了良机。随后，一野于7月对胡宗南部发起总攻，经过扶风郿县战役，共歼灭胡宗南部4个军4.3万人，解放了8座县城和八百里秦川西部广大地区，造成西进歼灭青宁“二马”的有利态势，使西北战场的形势发生根本变化，从而加速了解放大西北的进程。

8月下旬兰州解放后，王震率领第一兵团向青海进军，于9月5日解放西宁。王震即宣布第一军留驻青海，第二军经甘肃河西，准备向新疆挺进。为防止敌人退至新疆带来后患，9月中旬，一野发起甘肃河西战役。第二兵团在许光达、王世泰的率领下，沿兰新公路向河西走廊进军。王震率第一兵团第二军由西宁北进，翻越海拔4000多米高的祁连山，以惊人的毅力，战胜风雪严寒，直插甘肃北部，于9月20日与第二兵团在张掖会师。几路大军日夜兼程，沿途克服重重困难，挥戈西进，席卷河西走廊。当第一兵团沿着河西走廊西进时，王震豪情满怀地赋诗一首：“白云罩祁连，乌云盖山巅，草原秋风狂，凯歌进新疆。”

兰州、西宁解放后，国民党新疆警备总司令陶峙岳于9月23日派第八补给区司令曾震五到酒泉，同解放军进行试探性的谈判。曾震五会见王震时，表示接受解放军的和平条件。同时在曾震五的劝说下，国民党西北军政长官公署副参谋长彭铭鼎、河西警备总司令参谋长汤祖坛等率国民党西北残部3万人，于24日在酒泉起义，接受人民解放军改编。当晚，传达王震的命令：驻高台、酒泉一带的国民党军队原地待命，听候改编，并确保玉门油矿的安全。27日，王震、许光达等率领第一、二兵团进驻酒泉，直接领导起义部队的接收改编工作。

第一兵团进入河西重镇酒泉后，继而攻占嘉峪关外的玉门，接管了玉门油矿。接着占领安西、敦煌。河西追歼战，历时19天，行程1600公里，共歼敌和改编国民党军4.1万人，直叩新疆大门。至此，青海、宁夏、甘肃3省全部解放。第一野战军前委完成了进军新疆的部署，新疆和平解放指日可待。