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临近宁夏，作战前夕，孙殿英派便衣人员潜入宁夏，散发《告西北同胞书》和《告西北将士书》等传单，对马鸿逵集团大加抨击，同时自夸：“本军不分种族，不重地域，不论亲疏，不问宗教，任贤用能，一本大公。”并扬言：“吾率十万雄兵，所向无敌。今观朔方于掌上，取陇阪若探囊，投鞭黄河，指日可渡，饮马青海，为期不远。”
1934年1月10日，孙殿英下达对宁夏的作战命令，他在发布的命令中说：“本军历年转战，受尽颠沛，幸得青海屯垦，将士莫不欢腾。乃宁夏主席马鸿逵，违抗国府命令，逞兵阻止边境。函电信札，磋商无效，致使我数万健儿，逼处荒野沙漠，食不得饱，居不得庐，餐风露宿，三月于此。该逆等直视国土为己有，置公令于不顾，骄横跋扈，居心叵测，本军为维持中央威信计，为完成屯戍固边计，为团体谋出路，为个人谋生存，为国家谋福利，不得不诉诸武力，以张挞伐。”
国民党中央见孙殿英不听从命令，继续向宁夏前进，并攻占磴口，便密令在兰州的西北绥靖公署主任朱绍良部署对孙殿英予以截击。于是朱绍良督饬马鸿宾、马步芳出兵宁夏，配合马鸿逵的十五路军，对孙殿英予以堵击。
14日这一天，马鸿逵接到了朱绍良的电报：“孙部抗命西进，侵占磴口，扰乱地方，自应作正当防御，予以痛击。兹派马鸿逵为左翼军总指挥，邓宝珊为右翼军总指挥，马鸿宾为右翼军前敌总指挥，马步芳为总预备队总指挥。除分令外，特电查照。”
孙殿英挥兵西进，宁夏首当其冲，马鸿逵自度军力有限，便也积极联络马步芳、马步青共同拒孙。第三十五师师长马鸿宾亲率一个步兵旅、一个骑兵团共三千人从驻地金积、中卫等地赶到省城，协助马鸿逵抵御孙殿英。马步芳接到朱绍良电令后，在西宁新编第九师司令部召开团长以上军事会议，会上马步芳说：“拒孙的主要目的，是为了保卫青海。但我们必须出兵到宁夏去，在境外作战比较有利。第一，我军可以就地取粮，不劳青海运输；第二，十五路军在宁夏为主，守土有责，让其多打；第三，我军远去为客，兵源难济，补充不易，宁可少打，以免损耗力量。”马鸿逵又来电催请“迅速出兵协助”，马步芳即先遣甘州所属第三旅和马步銮骑兵团，于十一月初开往宁夏。随后，马步芳率军事顾问安立绥、秘书长姚钧、旅长马元海、卫士队队长韩有文等，由西宁乘汽车驰赴宁夏。马步青亦由永登派出所属第一旅马禄部兼程驰赴宁夏，归马步芳直接指挥。由此，形成了西北四马联合拒孙的阵线。
马家拒孙兵力实况及其防御布置：宁夏方面，马鸿逵所部十五路军，有三个独立旅、两个骑兵团、一个特务团、一个教导团、一个炮兵营、一个工兵营，主要将领有参谋长李翰园和旅长卢忠良、马宝琳、马英才等人；另外马鸿逵以拒孙为名，勒令各县征兵，增编两个警备大队，隶属于省保安处，以马全良为处长，韩进禄为副处长；还有马鸿宾所部第三十五师。宁夏兵力共三万余人。青海方面，马步芳所部第三旅旅长韩起功，率马成龙、马德两个团；独立旅骑兵第六团团长马步銮率马正魁、韩有禄、马忠良三个营先到宁夏；接着马步青部骑兵暂编第二师第一旅旅长马禄率魏珍团的马秉魁、马福海、马长青、白生贵等四个营，驰抵中卫，其余一个骑兵团留驻一条山，待命前进。马步芳、马步青兵力共有一万一千多人。合计四马拒孙联军的总兵力四万人。后来开春战事开始以后，马鸿逵向全省各县征丁八千多人，编为四个保安团，全部投入拒孙战斗。马步芳又令第二旅旅长马继融所率的马思融、马瑜两个团及独立骑兵第二团马忠义部、青海省政府手枪团马步荣部赴宁增援，马步青也增派了一个骑兵团，作为马禄旅的后备队。这样，四马联军参战总兵力达五万二千余人。
孙殿英的四十一军，原来下辖三个步兵师和一个炮兵团。孙殿英在热河赤峰抗日期间，曾吞并了张学良部汤玉麟的两个骑兵旅、一个步兵团和东北义勇军李纯华的部队。 移驻沙城时，又利用抗日的名义招兵买马，壮大了实力。在离开察哈尔西进途中，又在绥西收编了骑匪杨耀峰部，和原来的骑兵合编为一个骑兵军。这样，孙殿英到宁夏时拥有七万人马，对外号称十万之众。所部三个师师长是丁綍庭、刘月亭、卢丰年，炮兵司令刘广德，骑兵军军长于世铭，骑兵司令高霞轩。孙殿英自任统帅，以刘月亭为前敌总指挥。
本来，看到宁夏严阵以待，南汉震向孙殿英建议留一部分兵力在宁夏牵制诸马，而以大部分兵力长驱直入，直取青海。但孙殿英自恃兵力雄厚，认为攻占宁夏对他来说，只不过是顺手牵羊，便没有采纳南汉震的意见，一意孤行，以武力强攻宁夏。
战斗开始。
元月12日，孙殿英袭占磴口，又攻占石嘴山，于是士气大盛，乘胜追击，一路势如破竹，以刘月亭一一八师、一一七师夏维礼旅以及刘广德炮兵旅，从东西北三个方向，包围了平罗县城。马鸿逵派马宝琳带一个步兵旅和一个炮兵营，在此防守。马宝琳在十五路军中素负勇名，他知道孙军颇有作战能力，且平罗距石嘴子不过七十里，在军事防御上具有重要地位，所以早作准备，并激励所部官兵死力严守。他在城内储备了较充足的粮秣、弹药等军用物资，还以保护当地洋行、商人和富户的名义，索得巨款作军饷，使兵卒冒死听命。同时，他又做了大量宣传煽动，揭露孙殿英到处纵兵掠民、盗挖清朝慈禧的陵寝、将大批宝物偷卖给洋人等丑行，称孙殿英现在率兵西来，不但要攻城掠地，倘一旦失守，大家必遭其祸害。这样的宣传使得军民齐心，合力保护城池。孙殿英部围攻平罗，竟然连攻多日不下。当地群众奋力支援守军，紧密配合，同甘共苦，平罗始终没有失守。
孙殿英本打算速战速决，不肯滞留，便留一个旅佯攻平罗，另以刘月亭为总指挥，率主力两个师和炮兵旅向银川进逼，以求尽快攻占宁夏。孙军主力一路向南挺进。由于当时冬季，从平罗县直通到银川市的唐徕渠中无水，孙军在渠中行军，两岸堤坝作了他们的掩护。沿途在姚伏堡、李岗堡、通城堡、五香堡等地均发生战斗，双方互有伤亡。但总体顺利到达银川。
马鸿逵大为惊惶，想把十五路军主力撤到灵武、金积、中卫等县去，而以马鸿宾三十五师和马步芳部队留守银川。马鸿宾主张以全力坚守银川，既可稳定军心，也可反守为攻。马鸿逵认为马鸿宾言之有理，又考虑到如果自己的十五路军主力向后移动，马步芳怎肯留守，将会乘机退兵，去保青海地盘，反而对宁夏防守不利。因此，他又鼓起勇气，积极组织防御，命令各路后退下来的部队加入第二道防线各驻防阵地，同时积极加强银川近郊防御工事，他在军事会议上鼓励部下说：“马宝琳以数千之兵，尚能固守平罗，我亲率精兵数万，保宁夏实有余力。孙殿英冒险深入，后无援兵，只要我们坚决打下去，就有取得全胜的希望。”
