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元月27日凌晨2时，孙殿英主力到达银川城北满达桥及李家寨、马家寨一带，先头部队则进至城西北的大小礼拜寺及城西唐徕渠一带。天亮以后，刘月亭首先以两个师的兵力，向银川西北郊发起攻击。马部第三旅旅长马英才率部由北门出击，防守西郊阵地，首先将进攻西郊的孙军击退。省保安处处长兼中路司令马全良率队进至唐徕渠一带，向满达桥的孙军迎击。第一旅旅长卢忠良由谢岗堡向南急进，抄袭孙军后路。马步芳部韩起功旅由新城进至满达桥西北各寨，向孙军右侧攻击。四路人马向孙军展开全面攻击，双方在银川城郊展开了拉锯战。激战两天，马全良中弹左肋负重伤，副处长韩进禄阵亡，其部下损失惨重，由于卢忠良、马成龙等部坚决抵御，使防御阵地未被突破，只有一小部分堡寨，落于孙军之手。
刘月亭再用一个师的兵力，攻击满达桥。满达桥一带，马步芳部韩起功旅第一团团长马成龙率谭成祥、孟全禄、马全义三个步兵营，扼守第一道防线；第二团团长马德与独立骑兵旅第一团团长马步銮，各率所部布置为第二道防线。刘月亭攻破第一道防线，马成龙中弹殒命，所部伤亡甚多。马步銮团乘夜救援，使谭成祥、孟全禄等脱离险境，退往八里桥。在这次激战中，马步銮腹部中弹，抬到宁夏医院去养伤。他属下三个营长马正魁、韩有禄、马忠良均怕受孙军的包围，连夜退守杜家寨一带，后又遭到孙军两个团的攻击，所有堡墙、房屋，悉被炮弹摧毁，他们挖地下坑道，继续抵御，韩有禄左肩受伤，与马正魁等合兵在一起，支持到第三天夜里，始退往北塔，与韩起功旅取得联络。
满达桥失守之时，孙军还包围了甘草厂，马步芳所部工兵营六百余人及其营长马登云被俘缴械，刘月亭后来把他们一律释回，这马步芳又想哭又想笑，因为失去了六百多支枪，烦恼得要哭，但看到一个营的官兵都放回来了，所以又想要笑。连日混战，孙军在诸马各路人马的坚决抵抗下，退守满达桥以北各寨。
这次战役中，马鸿逵、马鸿宾所部虽然遭受重创，但没有丢失阵地，只有马步芳的阵地丢失了。马步芳为了作掩饰，说：“刘月亭不愿意惹青海军，才放回了工兵营，这实际上是顾全了我们的面子。今后，我军避免同刘的部队打硬仗，只要守住阵地，不致再发生工兵营那样戒备不严的事情就好了。”
马鸿逵因孙军日益近逼，严令所部加强银川城防，并命其次子马敦静率兵一团，监督防务。他在城墙四面，均挖设交通沟和掩蔽部，在北城上装置有炮位；城垣四周，每夜用铁丝悬挂成排的照灯，并在城头配置监视哨。此外，沿着北城墙根一带，还勒令居民挖设地道，在总指挥部内（省政府所在地）也筑有地下室，作为避弹藏身之所。马鸿逵把珍贵物什移藏在西塔内，并派兵把守。
春节将至，孙殿英停止了攻击。马鸿逵、马步芳看到前线沉寂，认为孙军在休整中，不会妄动进攻，因而放松了戒备。其实孙殿英连日失利，伤亡较重，急图一拼，另有图谋。
2月5日凌晨，风大夜黑，孙殿英派出三个师的兵力，分三路暗袭银川城。刘月亭为总指挥兼中路军指挥，向北城进袭；左路军由丁綍庭指挥，迂回到东郊，扑向城垣。孙军奋勇队一千多人由唐徕渠直奔城下，由西北角架梯子登城，有三十多人首先爬上城头，被一名司号兵发现，他连忙吹起紧急军号，惊动守城的马部特务团，立即展开反击，从两头用大刀截杀，互相搏战，血肉横飞，登城的孙部士兵寡不敌众，被击退。发现孙军攻城，将爬城的士兵击退。但银川城三面受到攻击，情势很是危急。马鸿宾冒险督战，拼力抵御了一昼夜。孙军又调集重炮，轰击银川城，炮弹射落城内，民房多被炸毁，死伤百多人，哭声四起，凄惨欲绝。身躯肥大的马鸿逵，本来平时行动就迟缓，由于受到大炮的震慑，竟吓得不能举步，由卫士扶持，避入地下室。马步芳早存戒心，他在拂晓时一听到紧急号音，便立即乘汽车从南门逃往后方马禄驻防的地区，待至孙军攻势暂缓后，才悄悄地返回银川城内，但他仍准备好汽车及马匹，以便随时逃走。
激战至午后，孙军攻城猛烈，守城部队感到不支，军心大为动摇，马鸿宾也惊恐异常，形势颇为严重。正在危急时刻，孙军却忽然退去，马部官兵莫名其妙，反而惊疑不安。其实孙军忽退，是另有原因的。在攻城前夕，孙殿英面许杨干卿为宁夏警备司令，孙的亲信团长卫曰功不服，攻城关键之际，杨干卿奋勇前进，卫曰功却率部后退，以致牵动全线。孙殿英怕引起内讧，急忙收兵，巩固阵地。 由于此次攻城未能得手，孙殿英非常气愤，他将大部分兵力调集在银川附近，准备发动第二次攻城。
银川城被包围，形势危急，马步芳电调第二旅马继融部和独立骑兵第二团马忠义部以及一个炮兵营迅速增援。马麟也派长子马步荣率青海省政府手枪团同时出发，并致电马鸿逵：“孙殿英目无中央，抗命西犯，吾兄率先加讨，屡挫凶锋。弟令儿辈负弩前驱，援兵接踵，旌旗相望，仰仗虎威，必奏全胜。”
马鸿逵看到青海援兵到达，为了表示对马步芳信赖和对援军的感谢，就将银川城防交由马继融负责。马步芳看到马鸿逵器重青海军将士，至此才面有喜色，即派马继融旅参谋长王剑萍率马步融团防守西、南城；派马步荣率手枪团和炮兵营防守东、北城，由旅长马继融负城防指挥总责。
2月17日，银川城北的北塔阵地由新编第九师第二旅第二团接防。马步芳担心团长马瑜年轻，恐有疏失，命马继融前往指挥。刘月亭侦知北塔换防，派出两个旅对北塔阵地进行夜间攻击，炮火十分猛烈。马瑜惊惶失措，伏在战沟里不敢抬头。马继融命全团坚守阵地，并派副团长马效融赴城内向马步芳请援。马步芳急令韩起功旅进攻孙军右翼，马步銮、马忠义两团合击孙军的左翼。马鸿逵也派步炮兵配合作战，孙军三面受敌，受创而退。
在这一阶段，孙军力求速战，而不能速决，形成了胶着状态。而诸马联军取得一系列胜利，士气高涨。
孙殿英企图截断四马联军的粮道，命杨耀峰率所部骑兵旅，袭扰银川后方的杨和堡、王宏堡、李俊堡一带。马步青所部马禄旅驻扎在杨和堡一带。早年，马禄在后套一带活动，主要给青海的马麒集团购运枪支、弹药等军用物，交识王英、杨耀峰，加入哥老会。他三人结为义兄弟，王英为老大、杨耀峰为老二、马禄为老三。后来马禄当了马麒所部骑一师的旅长，驻防永登，与王英、杨耀峰始终保持联络。此时在宁夏作战期间，仍暗取联络，互不侵犯。杨耀峰到这一带也是游而不击。孙殿英又加派两个骑兵团，督促杨耀峰的骑兵旅袭占了王宏堡。马步芳认为马禄疏于戒备，导致王宏堡失守，但马禄是马步青的“爱将”，马步芳为了避免兄弟矛盾，也不便直接斥责追究。马鸿逵因后方粮道受阻，急与马步芳商议，决定派马忠义团配合马禄旅，由马元海为指挥，限十日内夺回王宏堡。另外，由马鸿宾亲率所部炮兵，联合作战。
兰州绥靖公署主任朱绍良也派来一架轰炸机，向朱家寨孙军主要阵地投弹数枚。第二天，又飞到王宏堡，进行俯冲轰炸。
马鸿宾、马元海各督所部，猛力攻击，杨耀峰旅大受损失，且军粮告罄，无法盘踞，只好先将伤亡兵员一律驮走，支持到第四天夜里，杨耀峰率骑兵退去。马禄、马忠义率部进入王宏堡，并搜查附近村寨，只见断墙残壁之间，遗有马尸数匹而已。王宏堡战役甫告结束。
2月22日，孙殿英以刘月亭指挥不当，屡次失利，下令撤销他的前敌总指挥一职，亲自督战指挥，又发动了一次全线进攻。临战前孙殿英将随军带来的大批瓶酒，分赏给作战兵员，命其痛饮，然后出击，横冲直撞，气势汹汹，主力直扑驻守北塔的第九师马瑜团和驻赵家庄的马廷湖团。马部官兵奋力抵御，孙军数次冲锋均被击退。次日午后，孙军卷土重来，在炮兵的射击下向北塔和赵家庄进攻。北塔防守部队奋起反击，双方全面展开白刃战，搏斗至为激烈。马鸿逵所部三个旅和马鸿宾所部三十五师从城内分兵出击，一路向接近东郊的孙军丁勃庭部佯攻，使其受到牵制；另一路支援北塔，向刘月亭师猛攻。孙军失败而退。四马联军乘胜夺回八里桥以北的十几个寨子。
连续激战两天，孙军伤亡五六百人。孙殿英惊慌失措，企图孤注一掷，令炮兵每日胡乱向城内射击，并亲率所选的八百人组成的“奋勇队”，猛袭赵庄和八里桥一带阵地，激战四小时，孙军再一次溃退。
到此时，自开战以来，已经二月有余，孙军屡攻受挫，损失颇重，却没有占据宁夏的一处重要城镇。本来计划“利在速战”，结果却拖延至今，天寒地冻，战事呈胶着状态，弹药粮秣补给缺乏来源，军官灰心，士兵消沉，厌战情绪逐渐滋长。孙殿英进退维谷，无力再战，只好深沟高垒，固守阵地。他计划到初春天暖，再发动攻击。在这一期间，孙军盘踞各村寨，大肆搜索财物，掠夺粮食和牲畜，乡民不堪其扰，纷纷逃奔贺兰山，冻饿而死者，满谷盈坑，惨不忍睹。
在对垒相持的时候，双方的士兵却经常对话，并无敌意。由于孙殿英所部大都是直、鲁、豫人，马鸿逵部下也多是直、鲁、豫人，因而彼此之间，常以乡音对话：
“老乡！你们有大米、洋面么?若没有，请不要客气，到我们这里来吃吧!”
“老乡快快缴枪、缴弹，大家合扰一块来干!”
“老乡好好准备吧，今夜我们要总攻击！”
“好好好!欢迎欢迎!”
像这样的交流和对话，不仅在双方军队中流行，在城乡民众之间也传说开了，战事结束后，仍有小孩子们学仿孙马的士兵口语，相呼为戏。
马步芳的部队，大都驻守银川城郊防御线，因天寒无煤取暖，就将初埋地下的阵亡士兵的棺木，挖出作燃料，如果遇宁夏红十字会的掩尸队，他们也会夺棺弃尸而去。马鸿逵闻知后，就对马步芳说：“我们正在作战，为了使活着的兵出力，须得埋葬好已阵亡的兵。不然，你和我的部下，必会感到寒心，谁肯继续效命!”马步芳也考虑到长此挖用棺木，会引起十五路军更多的不满，所以组织了一个“新九师司令部巡察队”，派往郊区，但巡而不察，启墓行为并没有得到遏止。
