9月6日凌晨4點半，已經準備就緒的陳海瀾、楊天明、柳繼峰、于鎮山等各部同時發動。
4日晚就拿下靖邊堡、大河堡兩地，斷了武威馬馴旅一臂的陳海瀾部，經過一天多休整後，于6日凌晨潛入武威，在控制馬馴旅部、有線電報房、兵營之後，陳海瀾部極為順利的掌控了武威。
馬馴在到達武威後起初還曾擔心甘州那邊的馬仲英部，可隨著馬仲英被馬步芳趕跑，馬麟在6月份的時候又將甘肅騎兵第一師的其他部隊調到古浪、永登兩地駐防，武威的東、西兩面都有了可靠的屏障，馬馴的擔心也徹底消除。就是在蘭州雷馬事變爆發後，馬麟自青海抵達蘭州附近準備調停，馬馴也依然不緊張。武威距離蘭州近300公里，中間還隔著永登、古浪，加上還有馬麟在蘭州附近坐鎮，根本就不會出什麼事。
在睡夢中被人沖進住所抓起來的馬馴極為懊惱，可事到如今，再怎麼後悔也晚了。一個騎兵旅加民團一共1500多人，除了少數死硬分子妄圖反抗被擊斃外，其余都成了陳海瀾等人的俘虜。
「參謀長，這幫家伙也太不頂事了吧？我們還沒怎麼發力呢，他們就都慫了。」羅振生咂了咂嘴，意猶未盡地說道。
「你就別站著說話不腰疼了。」陳海瀾瞪了他一眼，「要不是我們之前準備充分，出其不意之下長途迂回奔襲，你以為我們會這麼容易得手？」
「嘿嘿，參謀長說的沒錯。我們到兵營和武威的一些官員家中抓人時，那些家伙好多都光著在睡大覺，你讓他們從夢中驚醒後光著發力，那也得能發出來才行！」想起槍口下那些人的丑態，莊毅就是一陣不屑，「不過，他們怎麼發力我沒見著，渾身篩糠的倒見了不少，還有幾個失禁後屎尿齊下的，真正的丑態百出。」
羅振生也不反駁，嘿嘿一笑後，轉移話題道︰「那我們是在這里等張縱隊長他們還是去古浪那邊搗騰一下？」
「明瑞他們今天上午就能到，到時我們一起合計下後面怎麼打。」看看天色，陳海瀾又道，「現在天已經放亮，等我們趕到古浪，怎麼也要上午10點左右，達不到奇襲應有的效果。」
陳海瀾在武威這邊順利得手，柳繼峰部在靜寧、宋威部在會寧、梁霄部在定西也都順利得手。而合攻蘭州的于鎮山、孫耀明、鄭建濤等人卻遇到了些麻煩。
孫耀明部在後半夜順利地解決了黃河鐵橋的守敵，與于鎮山、鄭建濤部會合。在留下一千兵力防守黃河鐵橋後，在特縱作戰人員的引導下，7000兵力開始向蘭州城內潛入。
雷馬事變後，馬鴻賓雖被扣押，但卻不是在雷中田的直接控制下，而是被警察局長高振邦軟禁起來。高振邦手中雖然有兩、三千人的警備隊，可畢竟實力不如雷中田，也就在表面服從了雷的領導。不過，高振邦並不看好雷中田，也生怕雷中田暗中對馬鴻賓下手，因而也就命令自己的手下提高警惕。而雷中田在扣押馬鴻賓後，也生怕蘭州城內有人對自己不利，同樣命部下提高警惕。
如果進攻蘭州的都是特縱人員，那肯定不會被雷、高等部察覺，可于鎮山、孫耀明等人帶領的這些人中，除了1000特縱人員外，其他6000人都是教縱訓練的尚未滿半年的新兵，也就難免有注意不到的地方。
在模掉崗哨潛入城後，于鎮山、孫耀明、鄭建濤各自帶領一部兵力向城內目標奔去。就在孫耀明帶部解決了雷中田兵營中大部官兵，鄭建濤帶部清理掉警備隊人馬時，于鎮山帶領去解決甘肅省保安司令部、蘭州警察局以及電報房等要害部門的兵力卻被雷、高兩部的暗哨發覺。
「什麼？你說有人馬朝保安司令部過來了？」听到手下報信後，雷中田大吃一驚，「是什麼人？」
「現在外面天還沒亮，看不清，只隱約看到有幾千人在城中各處行動，而且，其中一股人馬正朝這邊過來了。」
「幾千人馬？」雷中田心中一動，這城里除了自己所部就是高振邦那有近三千人，莫不是高振邦起了別的心思？當下，雷中田命令道︰「通知各部弟兄，讓他們快點趕過來！」
「司令，這電報、電話線全被掐斷了，根本就叫不通啊！」那手下急道。
「你他娘的死人啊？！電線斷了，就不能跑到兵營去叫人啊？」雷中田急怒之下一腳踹了過去。
挨了一腳後，那手下連滾帶爬往外跑。這邊，雷中田掏出毛瑟手槍，朝天就是兩槍。
听到槍聲，保安司令部的300來人的警衛兵力從睡夢中醒來後立時就炸了鍋，一邊著急忙慌的穿戴，一邊迭聲詢問到底發生了什麼事。
雷中田這邊亂，高振邦那邊更亂。
听到手下報信後，高振邦的第一個反應就是︰「雷中田要對自己動手了！」得知線路被掐斷後，高振邦慌忙召集警察局留守的百十來人的警備隊加強防備。
在听到槍聲後，于鎮山、孫耀明、鄭建濤三人雖在不同地方，卻各自心中一沉︰被發覺了！
不過值得慶幸的是，兵營中雷中田所部和高振邦警備隊的人馬已基本上被孫、鄭兩部解決掉，雷、高兩人依仗的兵力總計不過5、6百人。隨著天色見亮，在于鎮山調集來幾門迫擊炮轟擊後，雷、高兩部的這點兵力也很快便被解決掉。當日上三竿的時候，蘭州城同樣被于鎮山等人給控制住。
拿下了蘭州，于鎮山、孫耀明、鄭建濤一起商量後，決定由孫耀明帶領2000兵力攻取榆中，打通與定西的聯系；于鎮山、鄭建濤則帶領6000兵力穩定蘭州局勢，防範處于永登與蘭州之間的馬麟部。至于臨洮、洮沙兩地，等解決榆中後再伺機攻取也不晚。
榆中距離蘭州不過40公里左右，那邊只有雷中田部不到千人的部隊防守，孫耀明用兩千兵力解決那里完全沒問題。提前吃過午飯後，孫耀明帶著攻佔蘭州後因馬匹增多而擴充至兩千左右的騎兵，向榆中進發。到入夜時分，榆中已經落入孫耀明手中。至此，蘭州到隴東間的通道被徹底打通。
在9月6日這天，通過不同程度的戰斗，人民軍掌握了武威、蘭州、榆中、定西、會寧、靜寧等六地。並且，各部正抓緊行動，準備在今後的幾天中進一步擴大戰果。
一個白天的休整，使得各部在長途跋涉後恢復了不少精力。當夜，張明瑞、陳海瀾留下崔毅及1000兵力防守武威後，兩人率領4500多剩余兵力連夜攻取60公里外的古浪；楊天明則與許明毅帶領一萬兵馬攻取南邊80公里外的隴西；柳繼峰則攻取靜寧東南70多公里的莊浪。
古浪、永登的兵力被馬麟抽調了兩千騎兵去蘭州調停。雖然一時調停不成，但馬麟並沒有讓抽調的兵力回原駐地，而是在永登與蘭州之間駐扎下來。這就給張明瑞、陳海瀾兩人的順利挺進造成了機會。
在9月7日凌晨攻取古浪後，張、陳二人留下500兵力防守，便又繼續揮兵向東南110公里外的永登進發；
而解決榆中後的孫耀明則率領因馬匹增多而擴張的騎兵隊伍攻取臨洮；
柳繼峰部在解決莊浪後，置通渭、秦安兩地于不顧，向南面100公里外的清水急進，以圖切斷渭河谷地與關中的通道；
楊天明部則在解決隴西敵軍後，以騎兵穿插于渭源、漳縣、武山、甘谷、天水之間，切斷各處敵軍間的聯系，同時以步兵配合騎兵攻取除天水外的各縣，並以騎兵防備天水馬廷賢部逃竄。
到9月10日上午，甘肅境內渭河谷地，除了天水尚在馬廷賢手中外，其他各縣都已經落入楊、柳二部手中，並且兩部已在天水城下會師，準備攻城；孫耀明也解決了臨洮、洮沙兩地敵軍；張、陳兩人也拿下永登，正從背後窺視把注意力放在蘭州方面的馬麟部。形勢似乎正朝著趙振中等人預定的方向發展。
但就在9月10日上午，楊虎城得到武都魯大昌報告，聲稱該部在漳縣、武山等地的守軍遭受到不明武裝攻擊，對方火力凶猛，打法凶悍，魯部僅有數人幸免。魯大昌懇請負責西北事務的楊主任出面查明真相，還魯部一個公道。
「怎麼又是不明武裝勢力？難道會是寧夏那幫人？」楊虎城一陣困惑，「可他們怎麼會跑到甘肅渭河谷地去呢？」突然之間，楊虎城想起孫蔚如前幾天報告的蘇雨生部在隴東被消滅，而隴東陳圭璋部已經兩個多月沒有聯系的消息。想到這背後隱藏的可能，楊虎城的冷汗可就下來了。他不敢怠慢，對叫來的秘說道︰「命令孫蔚如的第四十九旅、第五十旅向隴東搜索前進，探明情況後立刻上報！要快！」
隨著楊虎城的命令，孫蔚如的兩個旅開始向隴東做試探性攻擊前進。不料，卻遭到了徐超遠部的猛烈攻擊。得到消息後的楊虎城神色頹然︰「這下亂子可太大了，一個不知勢力就在自己眼皮子底下，自己等人這麼長時間竟沒發覺！若是對方向陝西攻擊……」想想可能的後果，楊虎城就一陣心驚肉跳。
這樣的消息，楊虎城可不敢隱瞞，他急忙致電老蔣︰「……寧夏事變的不明武裝勢力很可能已經佔據了隴東，而甘肅渭河谷地遭受的攻擊也極有可能是該部所為。事涉幾省，職部兵力不足，不敢擅專，請均座示下。」
接到電報後的老蔣仿佛挨了一悶棍，自己在前兩天是在國府紀念周講過「多難興國」的話，可這難也太多點了。日本人在東北正在鬧事，閻錫山又跑回山西，共匪依然故我，這西北怎麼亂子越來越大？
沒等老蔣想好怎麼處理呢，9月11日，青海省主席馬麟來的電報仿佛是青天霹靂，把老蔣徹底給震住了︰蘭州被不明武裝勢力攻佔！永登、古浪、武威等地也可能被不明武裝勢力攻佔！