中路解放军在米家湾停留一晚，于21日大举西进。由于李章、安柄朝、余大成三个师，对孔繁锦势力的进攻基本达到预期目的，所以此次西进，中路解放军再无顾忌，以余铁鹏的第三师先导攻击，一往无前直插定西，摆出直逼兰州的进攻态势。
下午三点，解放军第三师进抵会宁，三百守军不战而降。
此时，张兆钾衡量局势，决定退守兰州，要凭借城坚地险，与解放军在兰州打一场决战。而孔繁锦在清醒之后，得知秦安也被解放军攻克，立即意识到，除非自己立即入川或退入青海，不然只有依靠张兆钾数万甘军，与解放军决一生死，胜则全胜，败则全败。
毕竟是陇南王，虽已知解放军掀起的狂潮难以抵挡，但要他在连敌人什么模样都不知道的情况下，就转身而逃，这种事无论如何他也做不出来。于是，他狠心一下，便率陇西八千陇南军退向渭源，准备经狄道北上兰州。定西这条路是不能走了，就算一路急行军，到定西时，解放军也会接踵而至，凭他这点人马，估计连个响声也听不到就被一口吞掉。
同日，李章率第四师作战主力向通渭发动了进攻，在队伍后方，物资保障团看管着俘虏及缴获物资缓缓而行。为加快攻击速度，在秦安，安柄朝没有立即执行占领程序，而是留下少量部队维护秩序，第五师主力则昼夜兼程往攻陇西。
余大成也是一样，不过天水是攻略甘南的中心重镇，他将整个第二团留了下来，自己则带第二师其余四千战士攻向甘谷。按照计划，在打下甘谷、武山之后，第二师将和安柄朝的第五师、李章的第四师在陇西汇合，到时再确定下一步的行止。
这样，在中路、南路解放军一起发动攻势后，数万大军就沿静宁、秦安、天水一条直线，向西部各县势不可挡碾压过去，兵锋所指，除了向兰州不断集结的张兆钾、孔繁锦所部甘军，其余各地已不可能再有像样的抵抗。
6月22日，余铁鹏攻克定西，歼灭守军一千两百人。同日，李章攻占通渭，余大成攻克甘谷。6月23日，余大成攻占武山。6月24日，余铁鹏占领榆中，下午吴安平、左纯庵赶至榆中，因为已离兰州不远，决定在榆中暂作停留，让部队休整好，为兰州决战做好准备。同日，安柄朝攻占陇西，李章、余大成陆续赶至，第二师、第四师、第五师顺利汇合。
此时，解放军实际上形成两大攻击集群。
北部集群在榆中一带，包括警备师、第一师及第三师，兵力在一万七千多人；南部集群在陇西附近，包括第二师、第四师及第五师，兵力合计一万五千人。而张兆钾、孔繁锦将甘军集中到兰州西、南两个方向，其余周边区县已经完全放弃，他们的兵力接近六万。就总兵力来说，解放军与甘军相差几乎一倍。
当然这种比较实际上没有意义，解放军的武器装备远比甘军先进，而且各型火炮的数量比甘军最少多出两倍，再加上坦克，还有即将投入兰州战场的战机，这样的武器配置，即便比起列强军队也差不到哪里。可见，兵力的多少并不能直接和战力划上等号。
现在的情况是，榆中离兰州只有不到一天路程，而从陇西北上兰州大概要走三天。如果对兰州的攻击，由在榆中的三个师独立完成，那么与甘军的兵力差距就接近四倍，而且兰州地势十分险要，易守难攻，这样一来，即便最终成功攻占兰州，解放军的伤亡也必定不小，所以，在陇西的解放军三个师还是需要加入战场。
通过军用电台的联系，吴安平等人就兰州作战问题进行了商讨，最后决定将总攻时间定在6月27日。无论榆中方面的军队，还是陇西方面的军队，都必须在6月27日中午之前，赶到兰州附近地带，对张兆钾、孔繁锦的甘军发动最后攻击。
榆中的解放军三个师将暂停西进，就地休整两天。而这段时间，陇西三个师的解放军必须接连攻克渭源、狄道，赶到兰州南面的黄花岭。这样解放军才能聚集三万大军，同步攻击兰州。
这时候，吴安平还没有意识到，其实有许多势力在关注解放军与甘军的交战，他这个总司令和各师旅指挥官，已经再不是一群默默无闻的小卒了。
最关注战事的当然是裴逮准、吴桐仁、回镇四马这六位镇守使，毕竟无论战争胜败结果如何，都将直接或间接对他们产生巨大影响，尤其是，如果解放军是胜利者，那甘肃局势将发生天翻地覆的变化，他们能否继续割据一方，答案或许在这场战事中就能找到。
除了这些镇守使之外，西北军及北洋联军也将目光投向了兰州。对于解放军这支突然冒起的军队，不管他们愿意不愿意接受，都已经在甘肃崛起，而这支军队秉持什么宗旨、政治倾向如何，这类问题他们亟待了解。
西北军与北洋联军僵持已有段时间，这时候，任何一支新生力量的加入，都将撼动整个战局，其引发的连锁反应，很可能使敌对一方在上千里长的战线上全面溃败。而且张兆钾算是吴佩孚支持的，甘肃本是西北军控制的，这两方对解放军的心思都有些复杂。
吴安平想不到很多，他的全部注意力都放在了作战准备上，其他如左纯庵等人也是如此。所有人都明白，只有攻占兰州，解放军才算真正在西北大地站稳了脚跟。
兰州，是甘、宁、青、新四省的枢纽要地，也是自古以来兵家必争的高原重镇。其北濒黄河，三面依山，扼山河要隘，势险城坚，居高临下，易守难攻。环抱城垣的皋兰山，峰峦高耸，成为古城的天然屏障。
唐代久居河西的著名边塞诗人岑参，有诗赞兰州及其城南屏障皋兰山：“古城依重险，高楼接五凉，山根盘驿道，河水浸城墙。”尽道其重险之势。
兰州及其外围工事很多。山上有历任甘督修筑的永久性工事，刘郁芬入甘后又不断加固，日夜扩展，工事如蛛网蛇窟遍及整个山体，坚固异常。如果不是刘郁芬兵力捉襟见肘，凭借这些工事，张兆钾要打下兰州还真是痴人说梦。
现在，与当初刘郁芬处境一样，张兆钾、孔繁锦也将在兰州背水一战，其胜败关系着他们的生死存亡。因此，张兆钾和孔繁锦反复商议之后，几经更改，最终才形成一份堪称周密的临战部署方案，妄图依据兰州天险及外围的强固工事，挫败解放军的攻势。
如果能大量杀伤解放军，进而将其歼灭在兰州一代，那自然更好。不过张兆钾、孔繁锦自知凭借手中的几万甘军难以做到，只能寄望将战局拖入僵持后，裴逮准、吴桐仁及回镇四马能加入战局，甚至刘镇华的镇嵩军能进攻西峰，这样不但盘活整个甘肃战局，还真有可能将解放军围歼吃掉。
兰州只有十几万人，各部甘军却有六万人，可以说整座城就是一座军营。
大战在即，张兆钾、孔繁锦都有些心慌意乱。为防万一，两人提前联系了肃州镇守使吴桐仁，以备战事不利之时，能将残军带出东逃肃州，一来有个落脚之地，二来也有卷土重来之望。吴桐仁几经考虑，觉得就算解放军打下兰州，一时半刻也不至进兵河西，就顺带提了几个条件，应下了两人。
解放军行军迅速，或许转眼战斗就会打响，张兆钾令各部日夜加强工事，做好开战准备。
黄河北面，沿河布满了工事，架起机枪和火炮，机枪手和炮手日夜守在旁边，连吃饭也是送到工事里。甘军士兵们穿着肮脏的衣服，头发像破毡片一样卷在一起，活像一批流放的囚徒。
他们在军官的呵斥逼赶下，日夜不停地沿河挖工事，垒沙袋，一个个脸色灰黑，面无血色，精疲力尽，一边干活一边打盹，处于半醒半睡的状态之中。军官们手里抢着马鞭，看到打吨的士兵，不由分说就是一顿抽打，直打得遍体鳞伤，血流不止方才住手。
他们一边打骂，一边威胁说：“你们这群懒鬼！不赶快修工事，解放军来了，把你们抓住全扔到黄河里去！”
巡逻的马队日夜沿黄河奔跑，这一群刚过，那一群又来，穿梭往返，使战前的紧张气氛更加浓重。
兰州城里的官僚绅士们，一见这种形势，就知道这场大战的规模更在先前张孔联军攻打刘郁芬之上。战险兵危，为躲兵灾战火，他们便用马匹车辆将家中金银细软一应运往黄河北面，准备向新疆奔命。
黄河穿兰州古城而过，连接南北两岸的只有一座铁桥。弹药粮草，士兵马队，南来北往，一座本来并不宽的大铁桥已经拥挤不堪，加上地方绅士搬运家当，使得铁桥上经常发生堵塞，动刀动枪的械斗时有发生。仗未打响，铁桥上已是血迹斑斑了。
铁桥堵塞之事传到张兆钾耳中，为了不至影响作战行动，他当即传下一道命令：“把铁桥封锁起来，实行军事管制！除了部队行动而外，谁都不准过！如果有人敢胡来，格杀勿论！”于是，铁桥便被军事管制起来。
官吏绅士们毫无办法，只得花钱雇用筏客，用羊皮筏子和大小船只搬运物品。
黄河河面上，登时一片混乱。沿河上下，士兵们趁机抢劫掠夺，大发横财。
张兆钾得到消息，气得大发雷霆，下令沿河部队把黄河封锁起来，发现船只和羊皮筏子，一律击沉！于是，黄河也被封锁了。
官吏绅士们无奈，又到处挖地窖，把金银财宝埋在土里。
兰州城内更是一片混乱，大街小巷挤满了士兵、商贩和市民。人们互相打探消息，一个个惊慌失措，想跑无处跑，想躲无处躲，顾了身家性命又怕丢下妻子儿女，一时乱挤乱窜，不知如何是好。
一些知道解放军出自西峰的百姓，表面上也很紧张，内心里却为解放军即将攻打兰州暗暗叫好，他们盼望着战斗赶快打响，好让兰州百姓早日脱离苦难，也像西峰人一样有活干、有书读、有财发。
6月27日上午，9时以后，解放军的部队终于陆续出现在兰州西南一带。