倪家营子打的极为激烈，大家可以看到几十年以后的照片，土墙上仍然有很多枪眼。
此时高台城内有军长董振堂在内的红5军39团、45团和其他部队共2800人，5军政委黄超带着5军仅有的一部电台同郭锡山的红14师的37团，43团各一部几百人驻守蓼泉（之前被青马突袭，红5军的电台和通讯人员损失严重）。
本来董振堂和黄超认为蓼泉和高台近在咫尺，派个通讯员就可以联络，虽然只有一部电台并不影响指挥。这种错误的部署，导致红5军在高台的主力部队始终无法有效和西路军指挥部联络，也就无法求援。
而攻击高台的青马部队有5个骑兵旅、2个步兵旅及炮团、民团共2万余人，双方兵力差了10倍之多。
董振堂是经过几次反围剿，走过长征的老将，面对青马数倍主力的进攻，他自然知道凶多吉少。由于青马骑兵来的极快，等董振堂发现的时候高台四面都被围死，突围已经是不可能了。董尽一切可能加强高台城的防御，他们把木箱、木柜等抬上城墙，装上土再浇水冻结，使城墙加宽加高，以利防守，还在城下建立了很多土木碉堡工事，同时派出通讯员骑马向后方求援。
长征时期的钢铁后卫可不是浪得虚名的，最擅长防守的红5军在无险可守的高台，同十倍数量的青马整整激战了一周之久，造成青马很大的伤亡。
骨干为西北军的红5军在防御战中最厉害的杀手锏是精确射击和大刀肉搏。红5军当时每个士兵仅有3，4发子弹，所以没有绝对把握不开枪，甚至直到青马骑兵冲到眼前才能开枪。
一旦骑兵冲到近距离，红5军士兵立即挥舞大刀和其肉搏，1个拼不过就2个拼1个，3个拼1个，拼死1个算1个。
在如此顽强的防御下，青马骑兵七天内没有能够打入高台城一步。但此时红5军情况已经极为险恶，突围出城的通讯员全部阵亡，和后方完全联系不上，兵员损失巨大，高台城下的碉堡工事都被青马摧毁。更重要的是总指挥徐向前和有电台的红5军政委黄超都不了解高台被围的情况，不可能有援军。
就在同时，在蓼泉的红5军政委黄超领导的郭锡山红14师一部分兵力，也被青马包围强攻。由于他们主要是非战斗人员，情况绝不比高台要好，黄超和郭锡山他们自顾不暇，无力解救高台，也丝毫不了解高台的危急情况。
一周激战以后，红5军伤亡很大，加上本来只有不到3000人，已经到了强弩之末。20日，之前被收编的高台当地民团300多人叛变，他们打开城门放青马骑兵进入。
董振堂等红5军剩下的官兵都知道到了最后的时刻。由于子弹已经打完，他们由军官带领和青马展开近战肉搏。双方在小小的高台县城整整肉搏了9个小时，最终红5军全军覆没。
红5军军长董振堂在激战中被子弹击中左胸受了重伤，为了不被生俘，董开枪自尽。红5军政治部主任杨克明，13师师长叶崇仁以下2800人全部阵亡或被俘。
高台县城在21日清晨被青马攻克，马步芳向南京告捷：高台匪全部消灭，匪军长董振堂等阵亡。
直到这个时候，西路军总部徐向前陈昌浩才从破译青马告捷的电报中，得知高台危急的消息。徐向前火速派出唯一的红军骑兵师500余人骑马赶往救援。
可惜这又是一个悲剧。
这支红军骑兵部队1936年刚刚组建，士兵多是刚学会骑马，连马都是临时找来的，马上战斗力也远远弱于青马（连训练有素装备精良的日军骑兵都不是青马骑兵的对手）。他们在增援路中遭遇青马数量优势的骑兵拦截，双方打了一场骑兵对攻战。实战中，红军骑兵不是青马的对手，甚至一些青马士兵发现红军骑兵的马是之前战斗中缴获青马的马匹，他们随即打起呼哨，这些青海马自小被训练，听到呼哨声立即向青马骑兵奔过去，有的还甩下了马身上的红军骑兵。经过几小时激战，红军骑兵师基本覆灭，师长董俊彦，师政委秦贤道均阵亡。
高台被青马占领以后，青马杀了红军重伤员和战俘，还将董振堂，杨克明的首级斩下，挂在高台城上示众，后又送到西宁邀功。
攻陷高台以后，青马立即集中主力攻打蓼泉。留在蓼泉的红5军14师两个团一部，大半为非战斗人员。他们赶在青马主力到达之前，拼死向外突围，急忙向后方撤退。但又在途中遭遇青马骑兵的拦阻，差点又全军覆没。
此时红14师师长郭锡山见势不好，奔出去向青马投降。当时郭的警卫员想阻拦，郭锡山拔出手枪对他打了一枪，但没有打中，郭随即骑马跑了（郭锡山后来还娶了马步青的妻妹，成为青马的一个师参议）。
此时红9军陈海松政委已经奉命率领一部主力从临泽赶来救援高台，将红5军在蓼泉剩下的几百人救了回去。高台此战后，红5军等于覆灭，加上此前的古浪红9军被重创，西路军只剩下1万4000多人，其中还有一大批是伤病员，实力削减了一半以上。
徐向前陈昌浩分析形势以后，一致认为西路军情况险恶，如果在留在此地一定会全军覆没。但现在青马将主力移到西部，东面则非常空虚，红军可以乘机东返，也必须立即东返。
1月21日，徐向前、陈昌浩决定率部东返，致电军委：“决今晚全军集结出动，走南大路，以十天行程达到古浪、土门地区，尔后向平番或靖远集中。”西路军随即开拔，一路上不断和尾追的青马骑兵交手，终于在1月28日主力全部退守临泽以东的倪家营子。
在这样的行军中，骑兵的优势就很好的体现出来。红军一路东返，马家军骑兵或在后面追击，或在两侧与西路军并行。他们的矮小青海马一天可以走西路军步兵三天走的路，人也不太辛苦，完全占了红军的上风。
有时候双方靠的很近，红军军官从望远镜中清楚看到马家军骑兵马匹的颜色。两军就这样并排行军，即使双方都互相看得见，红军士兵仍然不开枪，因为他们的子弹已经很少了。
后来战士回忆：有时候青马的骑兵挥舞着马刀挑衅式的向我们冲过来，我们就从子弹袋里拿出一发子弹装入枪膛，瞄准他们。眼看骑兵一点点的近了，甚至连他们满脸的络腮胡子都看的很清楚，看得到他们挥舞马刀的闪光，但是我们不能开枪，因为我们每人只剩下3，4发子弹。这时候青马骑兵勒住缰绳回头走了，我们才放下步枪，退出子弹，放回子弹袋里。
由于白天骑兵威力太大，在旷野上实在抵挡不住。红军只好夜行晓宿，并由一路纵队改为两路纵队，缩短行军距离，防止青马骑兵袭击。但仍然防不胜防，马家军的骑兵部队行动迅速，西路军步行一夜，敌人骑兵几个小时就能赶上来。
血流成河的倪家营子
到了倪家营子以后，西路军情况稍微好转。
倪家营子位于临泽东南，分上、下营子，共有43个屯庄，是个人粮较丰的大自然村。南北长约16里，东西宽约3-4里，靠南的屯庄与祁连山毗连。由于河西走廊自古土匪众多，所以每个屯庄的四周都用厚厚的黄土砌成高达2-3米以上的围墙，方方正正，防御土匪、盗贼、野兽的袭击。大户人家屯庄的院落，围墙修得更加坚固、厚实，四角并筑有高高的望楼和碉堡，能看出好几里地远。
这在当时已经是红军能够凭借最好的防御地形了，也有一些粮食储备和饮水。
此时中共中央态度有所改变，当时西安情况已经好转，经过两次奉化谈判，中央军大军已经按兵不动，希望用政治手段压迫东北军和十七路军。中共中央也知道西路军情况严峻，他们经过几天的商议以后，电复西路军：你们行动方针，以便利击敌保存实力为目的，行动方向由你们自决。如你们决定东进我们是赞成的，当派三十二军、二十八军适时到靖远河边，策应你们过河。
如果按照这个计划来做，西路军很快就会离开河西走廊，青马保住了自己的地盘是不会继续追击的。但就在西路军开拔准备东返的时候，中央又突然改变决定，命令西路军仍然在倪家营子建立根据地。
这是因为西安事变已经接近结束，蒋介石已经下令停止对陕北苏区的进攻。国共谈判就在眼前，谈判就要有筹码。现在红军仅仅控制一个贫穷的陕北苏区，显然筹码不够多。如果西路军能够在河西走廊建立一个根据地，哪怕是一个小小的根据地，中共中央也能以此为筹码扩大红军编制，要求更多的经费和武器，马上就能有实际的效果。
不过此时西路军已经实在坚持不下去了。
他们在等待中共中央命令的10日内，在倪家营子和青马又血战了10天。此时西路军弹药已经耗尽，面对蜂拥冲锋而来的青马骑兵，红军的机枪已经无法使用，步枪火力又拦不住集群冲锋的骑兵，只能在近处用手榴弹阻挡一下，随后拿着大刀，刺刀，木棍和青马肉搏。
以青马主攻的西南面来说，红军投入了最精锐的红30军熊厚发的88师防御，88师红军战士在稍远距离都不敢开枪，直到青马冲到20，30米才开枪射击，然后扔出手榴弹，一旦将青马冲锋队形打散，88师战士立即手持刺刀大刀上去反冲锋，将青马打退。
当时88师263团九连防御汪家墩，在青马数百人连续冲击下，一天时间内9连130多战士毙伤敌人400，500人，但自己最后只剩下9人，其中还有4个轻伤员。接替他们坚守汪家墩的七连，仅仅一个上午就打退青马的六次进攻。
而青马此时也彻底拼了命，他们知道红军弹药不多，主要靠缴获，于是青马骑兵冲锋时候就带一两排子弹，打完了就用马刀砍。这样就算被打死了，红军从尸体上也缴获不到什么弹药。
仗打到这个地步，红军非战斗人员包括女卫生员和轻伤员也拿起刺刀和削尖的木棍参与了肉搏，一些红军重伤员抱着手榴弹扑向青马骑兵和其同归于尽。
虽然打的这样惨烈，却不能改变红军的命运。
此时青马把几乎全部能动用的兵力，共6个步骑旅及大量民团共7万多人全部集结到倪家营子附近。青马如浪潮一样的冲锋，一波刚刚打退，另一波立即冲过来。
青马主攻部队旅长韩起功更是向所部强调：“倪家营子为最后决胜战，生死在此一举，人人抱必死的决心，奋勇当先。”实战中韩起功一马当先的冲锋，一颗子弹擦着他飞过，打死了他身后的侄子。另一个旅长马朴也在冲锋中被红军击伤。
目睹战场惨烈的现状，徐向前陈昌浩都感到如果继续打下去，西路军肯定会覆灭。他们再次给中央电报，措辞强硬的要求趁西路军还有实力能够东返的时刻，立即放弃建立根据地的计划返回陕北。
在等待中央命令期间，西路军又连续打了10日，前后大半个月内击退青马大规模进攻八九次，青马损失数千人，连青马继任的前敌总指挥马元海也中弹受伤。西路军损失也很大，全军只剩下1万人，其中伤病员高达三分之一。
但令人惊讶的事情发生了，2月17日中央发了一封措辞严历的电报给西路军，其中一段为：你们对过去所犯的政治错误，究竟有何种程度的认识呢，何种程度的自我批评与何种程度的转变呢？
电报中严厉批评徐向前陈昌浩不听中央指挥，违背军令，畏战恐敌，并将之提到了政治上的高度，甚至直接指出以前两人跟着张国焘反对中央的情况。
徐陈知道这份电报的严重性，一般来说这样的措辞就是要整他们的预示。
但此时已经无法再拼下去，西路军是徐陈一手建立起来的部队，有着很深的感情。两人绝对不愿意看着自己的子弟兵，全部死在河西走廊的戈壁滩上的。
他们经过商讨，最终得出一致的意见，认为个人的安危是小事，上万西路军战士的生死才是大事。宁可自己回到苏区被杀头坐牢，也要救出西路军的剩余部队。他们经过和西路军高级军官商讨，决定违背中央命令自行东返。
