銀川的守軍情況跟包頭類似，但馬鴻逵在銀川的兵力要稍微多一些。
馬鴻逵在銀川城內駐有兩個騎兵團和一個步兵團，約五千人，另外還有日軍的一個獨立守備小隊，約一百人。銀川城牆完整，城外有護城河，地形對防守方有利。但這個優力也是十分有限的。
胡璉在7月14日抵達銀川外圍。他沒有立即發起攻城，而是命令騎兵偵察團和裝甲團從銀川南北兩側繞過城去，切斷了銀川通往寧夏後方的公路。
然後潘裕昆的榴彈炮師在銀川城東的高地上展開，對城牆上的火力點和城內的馬鴻逵指揮部進行了精確轟擊。炮擊的目標事先經過偵察兵的精確核實，炮彈落點非常準，城牆上的幾個碉堡被直接命中炸毀，馬鴻逵的指揮部被炸塌了半邊。
7月15日拂曉，第11師的兩個團從銀川城東和城南同時發起攻擊。守軍依託城牆抵抗了兩個多小時，但在裝甲團從北門方向突破之後，城內的防守迅速瓦解。
日軍獨立守備小隊的百餘人在城北的一個據點裡據守，被裝甲團的T-34坦克圍住，最終全數被殲。
馬鴻逵在城破之前從西門逃了出去，帶著殘部向寧夏西部退去。
銀川被攻占之後，西徵兵團兵分兩路。
第18師主力沿黃河西岸南下，進入甘肅，直指馬步芳的老巢西寧方向。
胡璉親率第11師、兩個裝甲團和潘裕昆的榴彈炮師沿河西走廊西進，清剿沿途的日軍殘部和地方武裝。
馬步芳的主力部隊在甘肅和青海交界處駐紮。他本人在西寧，手下有三個騎兵旅和一個步兵旅，約三萬人。
馬步芳的消息還是很靈通的，包頭和銀川接連失守之後他就知道情況不對。
但他判斷錯誤，認為蘇杭的西徵兵團不會深入甘肅，打到西寧來。他以為蘇杭只有包頭和銀川這兩個點，判斷的原因就是蘇杭為了鞏固綏遠和寧夏的控制，不會再往西推進。
基於這個判斷，馬步芳沒有集中部隊組織防禦，而是繼續把部隊分散在各地的駐地，只加強了西寧城內的防守。
事實證明，這個判斷是相當錯誤的，上干火從來都是一步到位，不給敵人留任何反撲的可能性。
第18師兵不血刃進入蘭州。
同一時間，胡璉率領的主力部隊沿河西走廊西進，沿途清剿了多處日軍殘部。
這些日軍殘兵有些躲在山洞裡，有些躲在廢棄的村莊裡，他們的裝備十分有限，潘裕昆的榴彈炮師多數時甚至都不需要出手，只靠著步兵團和騎兵偵察團就足以解決戰鬥。胡璉在河西走廊的行軍速度很快，到8月初已經推進到了酒泉附近。
馬步芳直到蘭州失守的消息傳來，才意識到自己判斷錯了。
現在大家都明白了，蘇杭這次就是打著將他們全部清繳乾淨來的。
他慌忙命令手下的三個騎兵旅向西寧集中，準備在西寧城下決戰。但已經來不及了。
第18師從蘭州出發後沒有停留，直接向西寧方向推進。8月6日，第18師先頭團抵達西寧以東約三十公里處，與馬步芳的一個騎兵旅遭遇。
這是西征以來最大的一次野戰。馬步芳的騎兵旅約六千人，在草原上展開成散兵線向第18師的先頭團衝來。騎兵衝鋒的聲勢很大，馬蹄聲轟鳴，塵土遮天。
但第18師的步兵都是打過硬仗的老兵，他們沒有慌張，而是迅速依託地形組織火力網。重機槍和迫擊炮在陣地前方構築了交叉火力，衝鋒鎗手和步槍手散布在壕溝和土坎後面。
馬步芳的騎兵衝到距離陣地約三百米處時，潘裕昆的榴彈炮師按照預定坐標開火了。
150毫米榴彈炮彈落在騎兵群中間，爆炸的氣浪和彈片把整條衝鋒線撕得七零八落。
緊接著，兩個裝甲團的T-34坦克從兩側切入戰場，車載機槍和主炮對著騎兵群就是一陣掃射轟擊。
騎兵的馬受驚之後四散逃竄，衝鋒隊形在幾分鐘之內就徹底崩潰了。
最終，六千人的騎兵旅，能活著逃出戰場的不到一半。
這一仗打完之後，馬步芳就徹底失去了抵抗的意志。
蘇杭這種狠人，確實不是他該招惹的。
但現在後悔已經來不及了。
現在還是跑路要緊。
他在8月8日夜間帶著少數親信和家眷從西寧南門逃跑，沿著湟水向西南方向逃竄。
8月9日，第18師進入西寧。馬步芳在主力被圍之後帶著少量親信向西逃竄，最終在祁連山附近被追擊部隊趕上。
追擊部隊是騎兵偵察團的一個連，他們沿著馬步芳逃跑的路線追了一天一夜，在祁連山的一條山溝里追上了這支逃散的隊伍。
雙方在溝口交了火，馬步芳的衛兵拼死抵抗了一刻鐘，但人數和火力都處於絕對劣勢。
馬步芳本人在混亂中被一顆流彈打穿了脖子，死在了一條山溝里。
馬鴻逵的結局比馬步芳好一些。他從銀川逃出來之後，帶著殘部退到了中衛附近，又從中衛退到了武威方向。
等到胡璉的部隊接近武威時，馬鴻逵派人舉著白旗找到了第18師師部，表示願意投降。
馬鴻逵交出了手下的五千多人和全部武器裝備，本人被押往石家莊看管。
戰鬥持續了大約兩個月。
到1943年9月，西北和邊疆方向上的日偽殘餘勢力和地方武裝基本被清理乾淨。
胡璉的西徵兵團控制了西北的大片區域，從綏遠西部到河西走廊的交通線全部被蘇杭掌握。
馬步芳和馬鴻逵的部隊中，相當一部分被俘的年輕士兵在經過審查和教育之後被編入了蘇杭的後備部隊，主要負責地方守備和運輸任務。