蘭州，自古以來就是兵家必爭的高原重鎮；是甘、寧。青、新四省的樞紐要地；是國民黨西北軍政長官公署所在地。它扼山河要隘，勢險城堅，居高臨下，易守難攻。它北瀕黃河，三面依山，地勢十分險要。環抱城垣之皋蘭山峰巒高聳，成為古城的天然屏障。唐代久居河西的著名邊塞詩人岑參有詩讚蘭州及其城南屏障皋蘭山雲：“古城依重險，高樓接五涼，山根盤驛道，河水浸城牆。”盡道其重險之勢。
蘭州及其外圍工事十分堅固。山上有抗日戰爭時期修築的永久性工事，解放戰爭中又不斷加固，後經馬家軍日夜擴充套件構築，工事如蛛網蛇窟遍及整個山體，堅固異常。主要陣地築有鋼筋水泥碉堡群，通向城裡的環山公路與各主要陣地相連線，成為一體。主陣地外挖出一至二道峭壁，高約6 米至10米。峭壁腰部設有暗藏的側射機槍掩體，峭壁外面挖有幾道外壕，寬深均為3 米到5 米，各壕間又有暗堡和野戰工事，並有交通溝和暗道相通。陣地前還敷設鐵絲網，並密佈地雷群。因此，馬家軍把蘭州吹噓為“攻不破的金城”。
蔣介石為了給二馬打氣，支援蘭州會戰，不惜挖肉補瘡，急速派飛機向蘭州運送軍事物資。
胡宗南也調集四個軍於徽縣、成縣、兩當及川陝公路一帶，準備配合青馬在有利時機襲擊解放軍後方。
寧馬深知蘭州戰役成敗於自己利害攸關，也集結主力，擺出支援青馬的姿態，企圖乘機攻擊解放軍側後。
青馬當然更是把蘭州決戰看成是決定自己生死存亡關鍵的背水一戰，因此馬步芳飛回蘭州後立即周密策劃部署：以其戰鬥力最強的第82軍和第129 軍5 萬人據守蘭州；以第91、120 、幼軍共2 萬多人為左翼，于靖遠。景泰沿黃河及打拉池地區進行防禦；以新成立的騎兵軍2 萬人為右翼，控制臨挑、排沙地區。妄圖依據蘭州天險及外圍的強固工事，組成其自以為是“攻不破的金城”防線，先挫解放軍銳氣，然後以寧馬和胡軍雙攻解放軍側背，形成正面頑抗和兩翼包抄之勢，殲滅解放軍於蘭州一帶。同時還急調其駐新疆的部隊增援蘭州，並一再致電國民黨中央政府，要求在會戰期間派強大機群助戰，志在必勝。
當時的蘭州只有18萬人口，國民黨軍卻有8 萬人，可以說就是一座殺氣騰騰的兵營。
蘭州會戰在即，馬步芳心慌意亂。權衡形勢，決定把決戰交給兒子馬繼援指揮，自己跑回青海老家，部署西寧防禦，一旦蘭州失守，好有個落腳之地，不得已時也好乘機逃走。他這一走，蘭州的陣腳亂了，軍心不穩，民心惶惶。
8 月上旬，馬繼援令各部日夜加強工事，進行戰鬥準備。
黃河北面，沿河佈滿了工事，架起機關槍和大炮，機槍射手和炮兵日夜守在機槍和大炮的旁邊，連吃飯也是送到工事裡。士兵們穿著骯髒的衣服，頭髮半尺長，毛髮卷在一起好像破氈片，活像一批流放的囚徒。他們在軍官的呵斥逼趕下，日夜不停地沿河挖工事，壘沙袋，一個個臉色灰黑，面無血色，精疲力盡，一邊幹活一邊打盹，處於半醒半睡的狀態之中。軍官們手裡搶著馬鞭，看到打噸計程車兵，不由分說就是一頓抽打，直打得遍體鱗傷，血流不止方才住手。他們一邊打罵，一邊威脅說：“你們這群懶鬼！不趕快修工事，解放軍來了，把你們抓住全扔到黃河裡去！”
巡邏的馬隊日夜沿黃河奔跑，這一群剛過，那一群又來，穿梭往返，使戰前的緊張氣氛更加濃重了。
蘭州城裡的官僚紳士們，一見形勢不好，便用馬匹車輛將家中金銀細軟一應運往黃河北面，準備向新疆奔命。黃河穿蘭州古城而過，連線南北兩岸的只有一座鐵橋。彈藥糧草，士兵馬隊，南來北往，一座本來並不寬的大鐵橋已經擁擠不堪，加上地方紳士搬運家當，使得鐵橋上經常發生堵塞，動刀動槍的械鬥時有發生。仗未打響，鐵橋上已是血跡斑斑了。
馬繼援聽到鐵橋堵塞影響軍事行動的報告後，當即傳下一道命令：“把鐵橋封鎖起來，實行軍事管制！除了部隊行動而外，誰都不準過！如果有人敢胡來，格殺勿論！”鐵橋被軍事管制後，官吏紳士們毫無辦法，只得花錢僱用筏客，用羊皮筏子和大小船隻搬運物品。黃河河面上，一片混亂。沿河上下，士兵們趁機搶劫掠奪，大發橫財。
馬繼援得到訊息。氣得大發雷霆，下令沿河部隊把黃河封鎖起來，發現船隻和羊皮筏子，一律擊沉！於是，黃河被封鎖了。
官吏紳士們無奈，又到處挖地窖，把金銀財寶埋在土裡。
蘭州城內更是一片