志等高级将领充分考虑到这一特点，决定不盲目进攻，待一切就绪后再行攻击。
马家军方面，除加固原有的一些工事外，又赶修了不少新的掩体。兰州本来就是个易守难攻的城市，它北临黄河，三面依山，地势险要，环抱中的皋兰山等高峰成为天然的屏障。山上筑有大量的永久性工事，主要阵地筑有密密麻麻的碉堡群。
最难攻的大概要数东面的东岗坡，南面的皋兰山，西面的沈家岭以及狗娃山等山峰。这些山路径少，山势陡峭，地堡密布，解放军进行攻击，唯有从低处往高处攻，而且攻下兰州，必须一一拿下外围阵地，舍此没有别的办法。
而兰州守敌又是骄横的马继援。此人是马步芳几个儿子中唯一掌有重兵又最目空一切的人，在1949年国民党军到处望风而逃的情况下，只有他一天到晚叫嚣着要碰碰解放军。战前他以其战斗力最强的第八十二军和第一二九军守卫兰州城，这两个军约有5万余人，另外，以第九十一军、第一二○军、第八十一军共2万余人为左翼，新成立的骑兵军约2万人为右翼。布置完毕后，马继援仰天大叫道：“彭德怀啊，你快来吧！我快想死你啦！”
马继援甚至大言不惭地夸下海口：“大胜兰州，尔后一举拿下西安，杀出潼关，抵定中原，占领全国，让马家掌天下！”
在1949年，能说出这种话的，大概只有马继援一人。
马继援还写了两个条幅，挂在墙上：“挽狂澜于既倒”，“定乾坤于西北”。和那些被解放军吓破了胆的国民党高级将领相比，马继援还算有点儿出息。只是他太狂妄了，已经到了神经质的地步。
8月上旬的这段时间对于彭德怀来说非常难熬，大概除了睡觉，他大脑里考虑的全是怎样打青、宁二马。
从哪儿打起？兰州的地形很特别，对手又是目前国民党军队最有战斗力的部队，狂热的宗教情绪、慓悍的性格使马家军气焰很盛，如果真让他们打顺了，打疯了，这仗可就难打了。
彭德怀站在军用地图前，反复掂量，考虑来考虑去，决定不惜一切代价先拿下南山阵地和北面的黄河铁桥。攻取南山阵地，便可以掌握制高点，居高临下，横扫马家军。占领了黄河铁桥，等于切断了守军的唯一退路。
这两点是兰州之战取胜的关键。彭德怀据此制订的作战部署是：
许光达第二兵团：进攻营盘岭、沈家岭和七里河，然后向兰州城西关和南关发展进攻，并以一部沿黄河南岸东进夺取黄河铁桥，一部从七里河地区相机北渡黄河，歼灭北岸之敌。
杨得志第十九兵团：沿西兰公路首先攻占路南之马架山、古城岭、豆家山和路北之十里山，然后向兰州东关发展进攻。
这个部署简明扼要，符合彭德怀一贯的风格，一如他的为人。
当年跟彭德怀打仗的很多老人回忆说，彭总在打兰州时十分慎重，他清楚，这是大西北的最后一个大仗了，即使在全国各战场上，像这样的硬仗也是不多了。在华中、华南，国民党军基本上丧失了斗志，如惊弓之鸟。而马步芳父子索以残暴著称，在此之前，基本上没和解放军打过大仗，部队比较完整，他们也明白，这是最后的机会了，不成功便成仁，让他们放下武器那是不可能的。毛泽东和彭德怀等人压根没指望马家父子投降，不把他们打得稀里哗啦，他们不会服输的。。
还有一些老人介绍说，打兰州时，彭总脾气非常大，动不动就训人，不但团长、师长挨训，甚至连军长、兵团司令挨训的，都不乏其人，有人挨训后可能当时想不通，过后就想通了，彭总就是那种直筒子脾气，骂你几句也没啥，而且彭总骂过就骂过了，从来不记在心里，跟着他打仗不会有亏吃。。
更有一些老人动情地回忆道，大战前夕，彭总把野战军司令部设在兰州东南的乔家湾，这里离前沿阵地很近，枪炮声清晰可闻。彭总习惯把司令部往前靠，他常说，靠地图和电话指挥打仗不灵，因此他还有一个习惯，每逢大战爱往阵地上跑，而且事先不打招呼，说来就来，弄得师长团长们不知所措。打兰州时，彭总往前沿阵地跑的次数最多，几乎把所有的前沿阵地都跑遍了。。
兰州之战，关系到整个西北的战局！彭德怀说：“马继援是不会放弃兰州的，他要据守兰州老巢，在这里与我军决一死战。那么，就成全了他这一回吧！”
还说：“这个马步芳真是夜郎自大，他想在兰州吃掉我们，好吧，那就走着瞧！”
马继援说要让彭德怀知道“马王爷长了几只眼”，并说“抵定中原，占领全国，让马家掌天下”，这些话谁都会觉得非常可笑。而彭德怀并没有说大话，他说的是实话，实打实地来，看谁笑在最后。
论水平，彭德怀比马继援强十倍都不止。彭德怀已经充分估计到兰州之战的艰巨性。8月21日，即在总攻发起之前，他口授了一份电报，给率领第一兵团从左翼迂回青海的爱将王震，指出：
青马匪军决心固守兰州，我左兵团进占临夏后，可能动摇其固守决心，但也可能促其不顾一切决心死守，甚至放弃西宁，撤守大通河东岸及享堂、新城、湟水北岸，保障向河西的退路。在我军攻击兰州六七天不得手时，宁马主力就可能乘机增援兰州。青、宁二马有汽车2000辆以上，要充分估计到宁马主力车运兰州的可能性。如果出现这种情况，第一兵团即可迂回兰州北部，我军将集中3个兵团于兰州会战。王震兵团应有此种作战之充分准备。
同时，为防止胡宗南部增援兰州，彭德怀还决定让周士第兵团牵制胡宗南残部。同日，彭德怀以第一野战军司令部的名义，发出了进攻兰州的战术指示，指出：
青马匪军为今日敌军中最有战斗力的部队，在全国也是有数的顽敌，我们对他须有足够的估计，并作充分的精神准备，力戒轻敌骄傲情绪。在这里，彭德怀又一次告诫部队，防止骄傲轻敌情绪。
事实上，部队确实存在着盲目的骄傲自满情绪，甚至有的团长拍着胸脯说：“没问题，把主攻的任务交给我，有两个钟头，保证拿下来！”
有的则说：“现在全国的形势是秋风扫落叶，敌人都在做逃跑的准备，马步芳父子不会死守兰州，说不定一开打，他们就溜掉了。”
这种一厢情愿似的想法，确实为后来的作战埋下了祸根。想想也难怪干部战士有轻敌想法，这半年多来，形势发展得太快了，三大战役噼哩啪啦敲掉了国民党军150多万，紧接着渡江战役一举占领了国民党的首都南京，不久上海也宣告解放，太原城插上了红旗。长江以南，第二、第三、第四野战军200多万大军就像撵鸭子似地，把国民党的残兵败将追得气都喘不匀，投降的投降，起义的起义，一触即溃，实在不经打。大西北的这几个小军阀，在强大的第一野战军面前，能有什么作为？
问题恰恰出在这里，马步芳和马继援统辖的马家军绝不是一块好啃的骨头。兰州之战打响前的具体态势是：在兰州东、南、西三面被解放军团团包围，北面的黄河铁桥还掌握在马家军手里，也就是说，解放军无法将兰州全部包围，马家军的退路没被堵死。这便是和太原之战的最大不同之处。
彭德怀决定，先以9个团的兵力，对兰州守军全线阵地进行一次攻击。攻击兰州的解放军共有5个军，即第四军、第六军、第六十三军、第六十五军；第三军为总预备队。率先进行攻击的9个团便从前4个军里抽出。具体部署是：第六十三军和第六十五军共以5个团的兵力，攻击豆家山、古城岭和十里山一线阵地；第四军以2个团的兵力，攻击沈家岭阵地；第六军以2个团的兵力，攻击皋兰山主峰营盘岭阵地。攻击兰州的帷幕已经悄悄拉开。华北野战军第六十三军、六十五军作为先锋上阵了。
马继援庄这些主要阵地上的部署是：第一○○师固守马架山及豆家山、古城岭和十里山一线；第二四八师固守营盘岭，第一九○师固守沈家岭及狗娃山一线。这3个师是马继援手中的最有战斗力的部队。此外，在其他阵地上，还有第一二九军、保安部队等。城内守军约5万余人。从兵力对比上看，解放军占有绝对优势。
国民党军在兰州外围还有3个军，这些部队基本上不听马继援调遣，因此解放军可暂不予考虑。马继援兵虽不多，但其扼守的阵地坚固。他认为，有的阵地足可抵10万雄兵。在万事万物中，攻和守永远是一对矛盾。作为守方，由于有了良好的地形和坚固的工事，等于加重了己方的法码。
8月20日深夜，参加首攻的9个团悄悄进入阵地，战士们蹲在潮湿的战壕里等待进攻的号令。
8月21日拂晓，彭德怀站在他的指挥所里，右手用力地一挥：“开始！”随着彭德怀的命令，解放军外围阵地上的上千门各类火炮一起射击，霎时万炮齐鸣，爆炸声轰隆隆连成一片。
古城兰州在颤动中迎来了它的又一个黎明。3发信号弹升上天空，担任攻击的9个团近万名士兵，从不同方向，不同地点，在各类轻重火器的掩护下，杀向守军阵地。。前面的倒下了，后面的又涌上来；倒下去，涌上来。。一开始战斗就进入白热化状态。
各部队纷纷报告，进攻受挫，伤亡太大，军、兵团，乃至野司指挥所里，电话铃不断，没一个是报告好消息的，全是坏消息。这仗怎么啦？到底怎么回事？各级指挥官一个劲地摇头，心里纳闷。
时隔40多年后，我们找到当年一些参加兰州战役的老战士，谈起首次进攻受挫时，他们都默默不语，愣了好一会，才介绍说：
“那个仗真不好打啊！敌人火力太猛，各个山头，暗堡比耗子洞都多，防不胜防，他们各阵地互相呼应，火力交叉使用，子弹密密麻麻，别说人，就是苍蝇也飞不过去。我们的炮火，只摧毁了他们暴露在前沿的工事，而那些暗堡，才是最厉害、最要命的呀！我们的爆破队，根本靠不上去，无法接近，那一天，光爆破手死了不知有多少。。同志们也真够顽强的，明�