古浪城地处河西走廊东端，西通河西走廊，东达兰州、青海，地势险要，古称虎狼关，历为兵家必争之地。古浪被红军占领，“二马”十分惶恐。马步青在凉州一面连电青海告急，一面急派残部增援古浪。马步芳惟恐一再败绩，全盘难保，严令马元海：“城存于存，城亡于亡”，同时又增派大批兵力，要求“不惜一切代价”夺回古浪城。11月16日拂晓，马元海集中三个骑兵旅和马呈祥、马步銮、马全义、马忠义团以及互助、乐都等四个民团的兵力，蜂拥而至，向古浪县城猛烈攻击。九军奋起反击，激战一天，歼敌六、七百人，但城外制高点被敌夺取，九军进城防守。古浪城地势低洼，城墙因早年地震被毁，残破不堪，极不利防。17日，敌人在3架轰炸机的配合下，步骑合攻，从三面发起进攻，猛攻城垣，使红军所依的工事、城垣塌崩陷，敌人一度由北关攻入城内，短兵相接，双方展开激烈巷战，经反复肉搏战，九军采取迂回穿插、分割残敌的战术，击溃城外民团，城内敌人惧怕内外夹击，慌忙逃走。出击部队又杀个回马枪，复将北关一带占领。战至黄昏，毙敌600余人，红军亦人员锐减，弹药殆尽，供给短缺，天寒地冻，处境十分困难。

    18日，敌马元海倾巢出动，火线督战，从古龙山、西阳山、北关三面发起攻势，红军阵地被分割包围，敌机轮番轰炸，城内外浓烟滚滚，一片火海，城外红军高地失守，守城红军与敌殊死搏斗，白刃相交，巷战厮杀，战斗十分惨烈。尽管红军殊死血战，击溃敌人多次续队轮攻，终因敌众我寡，防守几处重要阵地的指战员几乎全部牺牲。敌人从水关门破城而入，使红军腹背受敌，同时也切断了红军师团之间的联系，情况十分危机。军部交通大队和机关干部一部从城内出击，也因被敌切断归路失利。接着敌人在飞机配合下，又从北关攻入城内，使战斗异常残酷。由此退彼进的拉锯战转为巷战，由巷战转为各自为战的白刃战。战士们刺刀捅弯了，就用石头、木棍迎击敌人；石头打完了，木棍打断了就用拳打、口咬，与敌厮杀。古浪城内，一片土地一片血、一个战士一团火。就连被服厂的女战士也以剪刀为武器投入战斗，军政委陈海松率交通大队和机关人员，与冲向指挥部的敌人展开拼杀，战况万分危机。此时二十七师迂回敌后，一阵猛杀，才使敌人阵脚大乱，红军乘机反击，杀的敌人伤亡枕藉，败退城外。当日夜，三十军二六八团赶来接应，血战一天的九军连夜撤离古浪，进至永昌东一线。

    古浪城之战，是红军渡河以来与敌持续时间最长、规模最大的一次“争夺战”。九军与敌酣战3昼夜，击毙敌官兵2000余人。然而九军也损失惨重。此战和干柴洼、横梁山诸战，使九军共伤亡2400余人，元气大伤。军参谋长陈伯稚、二十五师师长王海清、二十七师政委易汉文、师参谋长刘培基、军骑兵团团长黄高宏、司令部二科科长王少清等均在战斗中壮烈牺牲。