追窮寇，全部乾淨殲滅之。接著部署野戰軍左路先取西寧，右路奪取寧夏，中路進軍永登，沿河西走廊逐次解放武威、張掖、酒泉等城，然後進軍新疆。
9月5日，王震率第一兵團解放青海省會西寧。馬步芳等逃往香港。青馬集團被徹底解決。
野戰軍第十九兵團在蘭州解放後稍事休整，即揮戈北上，進軍寧夏。彭德懷對楊得志、李志民說：“人民共和國就要成立了。我們這片地方，還有一個新疆，一個寧夏沒有全部到手。大家加把力，在共和國成立前拿下這兩個地方，來個錦上添花，喜上加喜。”這時，毛澤東致電彭德懷：馬鴻逵殘殺陝北人民甚多，從來沒有做過好事。對寧馬軍“力爭全部繳械，其次則爭取大部繳械，一部改編。總之，改編的部隊愈少愈好”。
9月初，第十九兵團以排山倒海之勢，兵分三路向寧夏進軍。17日，在常樂堡殲敵兩個團。19日，敵第八十一軍軍長馬惇靖率部起義。至21日，寧馬布置的三道防線全部被突破。野戰軍乘勝西渡黃河，直搗銀川。寧馬軍指揮失靈，四散潰逃。馬鴻逵之子、寧馬軍總指揮馬敦靜無計可施，乘飛機逃往重慶。第一二八軍軍長盧忠良等率殘部投誠。23日，第十九兵團的楊得志、李志民，同寧夏方面代表盧忠良、馬光天和馬廷秀①，在中寧簽訂了《和平解決寧夏問題之協議》。當天，第十九兵團進駐銀川。殘酷統治寧夏17年的馬鴻逵集團被徹底消滅。寧夏戰役共殲滅與和平改編國民黨軍四萬餘人，圓滿地完成了毛澤東關於“應儘可能解決馬鴻逵部，越徹底越好”的指示。
早在1949年四五月間，毛澤東即考慮以和平方式解決西北問題的可能性。8月6日①，他致電彭德懷指出：對西北敵軍除用戰爭方式解決外，尚需兼取政治方式解決，以為戰鬥方式之輔助。8月19日，彭德懷向毛澤東報告：在我攻佔蘭州、西寧、涼州（武威）後，以政治、軍事雙管齊下，爭取某一部或大部放下武器和平改編的可能性是增加了的。9月上旬，彭德懷向中央軍委報告了進軍新疆的計劃。擬在佔領玉門以後，由王震率二軍和六軍向新疆進發，爭取在12月底以前分駐於南疆和北疆。毛澤東於10日覆電指出：陶峙嶽、趙錫光②等已準備與我們和平解決。新疆主席包爾漢已派人至伊犁（今伊寧）附近接洽和平談判，我們已令鄧力群率電臺日內進駐迪化（烏魯木齊），故新疆已不是戰爭問題，而是和平解決的問題。
蘭州解放後，為迅速追殲殘敵，解放大西北，彭德懷命令許光達、王世泰的第二兵團，於9月4日沿蘭新公路向河西走廊挺進。第一兵團部率第二軍由西寧地區北進，迂迴河西走廊。9月21日，跨越祁連山的第一兵團和第二兵團在張掖會師。河西地區之敵在野戰軍威逼下，在蘭新公路截斷後，紛紛起義和投降。24日，國民黨西北軍政長官公署、後方聯合勤務第八補給區司令部、第九十一軍、第一二○軍等殘部在酒泉宣佈起義。隨後第一野戰軍第三軍一個快速部隊搶佔和保護了玉門油礦。第二軍一部乘汽車進駐酒泉、玉門、安西等地，河西地區追擊作戰勝利結束。
中共中央、毛澤東對和平解決新疆問題非常重視。9月10日，毛澤東親自約見正在北平的前國民黨西北軍政長官張治中將軍，希望他致電新疆軍政負責人，要他們認清形勢，順從民意，率部起義。這時，第一野戰軍第一兵團已兵臨玉門關下，緊叩新疆大門；加上省內伊犁、塔城、阿勒泰三區革命的民族軍③的長期鬥爭的配合；以及中國共產黨的一系列爭取工作，使已經勢孤力單的7萬多國民黨駐新疆軍隊，內部發生了劇烈分化。騎五軍軍長馬呈樣、整編七十八師師長葉成以及鍾祖蔭、羅恕人等反動分子，於9月下旬離開迪化（烏魯木齊），經南疆出走國外。以陶峙嶽為代表的愛國將領和廣大官兵，接受共產黨的和平條件，願意走和平解放的道路。9月25日和26日，陶峙嶽和包爾漢分別通電宣佈率軍政人員起義，新疆和平解放。26日，彭德懷覆電陶峙嶽：“將軍等率部起義，脫離反動陣營，甚為欣慰。希望堅持進步，徹底改造部隊，為共同建設各族人民的新新疆而奮鬥。”
10月6日至8日，彭德懷、王震、許光達、甘泗淇在酒泉同陶峙嶽舉行會談。彭德懷同陶峙嶽一見面，就緊握他的手說：“你們起義，對中國革命有功”。“我們現在是朋友了。今後我們在一塊共事，不要有什麼顧慮，你可以放手大膽工作”。希望帶好部隊，共同努力，把新疆工作搞好。9日，彭德懷向中央軍委報告與陶峙嶽會談的結果。準備將陶部整編為步兵4個師、騎兵1個師，實行人民解放軍的