高台城陷后，马元海开始进攻临泽。临泽县位于甘州（即今张掖市）之西70公里。1936年12月29日，红五军向西挺进时攻克临泽县后，军长董振堂继续率部向高台进军。红五军政委黄超率所属37和43团留驻临泽县，部队住在县城附近的几个村庄。城内住的是西路军总直部队，有能制造手榴弹的小型兵工厂、医院和供给部门。

    红军进入临泽县后，除宣传共产党的主张外，将县城仓库、平川怀城小学仓库的粮食分发给老百姓，又将十几户财主的商号搞出来留着军用，还组建了中华苏维埃政府，并选举了主席、副主席。

    马元海组织人马向临泽进攻。他先以数团人马将驻守临泽城外的红军分割包围，使城中红军无援，再令刘呈德团、马步銮团、马进昌团、韩进禄民团、马德胜民团共五团人马收拾云梯，准备即日攻城。

    刘呈德久据河西，对临泽的情况很清楚。他对马元海说：“临泽虽小，却好似铁皮包扎一般，这城易守难攻。”马元海听了说：“那就叫赖起公师再增加一个步兵团和一个山炮营。”这样进攻临泽的敌军就增加到一万人左右。

    临泽县城内的红军只有两个警卫连的战斗部队和妇女抗日先锋团的两个营，其余就是西路军总部机关干部和几个医院，勤杂人员大部分是女同志。城内最高指挥员是西路军后勤部部长郑义斋、军政委员会委员熊国炳。

    郑义斋见马家军重兵围城，急电告总部，总部命令城中部队坚守，等待三十军增援。郑义斋遂令总部四局科长秦基伟担任守城指挥。秦基伟深知责任重大，当即把城中所有人员，不论男女均按统一战斗的需要编成班排连，男的上城守城，女的负责做饭、看护伤员和拣石头，两个警卫连分别坚守几个容易被敌人突破的城门。秦基伟掌握着一个排的兵力，作为机动部队。

    这天夜里，秦基伟带着这个排的战士沿着城墙巡逻时，见城外敌人成群结队的骑兵游动，那些步兵搭起不少帐篷，烧起一堆一堆的火。位于上风头的马家军士兵，还扯着大嗓门骂红军的女战士，红军战士们把仇恨深深的记在心里。

    第二天拂晓，马元海下令其人马向临泽县城发动进攻。先用山炮向城墙猛烈轰击，十几分钟后把城墙轰开一个大缺口，刘呈德团、马步銮团、马起禄骑兵旅抬着云梯涌到城跟前。秦基伟立即指挥轻重机枪、步枪向敌人射击，手榴弹、石块、砖头像雨点般飞向敌群，前边的倒下去了，后边的又涌上来，接连几次都被红军指战员击溃，城墙跟和护城壕沟内，堆满了死伤敌军的尸体。