红军是1月24日早晨前锋部队占领甘州西洞堡的，下午伤病员、机关、后勤人员才陆续到达,他们要搬家似的带一些生活、办公物资，走路行军速度慢，走了一夜的路，人困马乏的。国民党马家队的骑兵只用三四个小时就追上了。红军把有些伤病员就地安置在老乡家里，给老乡付一些钱，然而红军刚走，这些伤病员就被马家队搜出来杀了，有几个是剥光了衣服，寒冬天气捆绑在树上冻死的。
下午3时许，马家队前线总指挥马元海命令一00师手枪团和青海宪兵团，分成左右两翼，步骑配合向西洞堡红军阵地袭来。红三十军政委李先念和军长程世才登上堡内白塔，用望远镜观察敌情，见敌兵力不多，占据着土坎和小沙土包，大部分驻扎在空旷地带，而我军占据着农舍和城堡，依托院墙，居高临下，可做有力抵抗，这时如果出奇兵，对敌突然袭击，杀敌取胜把握很大。两人商量要抓住战机，乘敌大部还没有围过来的机会，搞一次快速袭击，集中兵力歼灭宪兵团一路。两人制定好作战计划后，立刻发电向西路军总指挥做了汇报，总指挥徐向前听了汇报后，认为他们的计划部署周密可行，坚定地说：“我批准你们的计划，抓住时机，命令部队出击！”
下午3时许，红三十军以八十八师、八十九师为主力的出击部队，待敌青海宪兵团靠近阵地后，突然一阵猛烈的开火射击。宪兵团失利，丢下一片尸体后掉头就跑，红军吹响了冲锋号，战士们一个个带着深仇大恨，像猛虎般冲出村庄，向宪兵团猛扑，一下子将敌包围在空旷的西洞滩上。转眼间，空旷的戈壁滩上杀声四起，战刀在阳光下闪着寒光，敌左翼骑兵部队同时受到红军大队人马的打击，乱了阵脚，都快马加鞭，一哄而逃。敌青海宪兵团是马步芳的精锐部队，全有青海省彪悍的青壮年组成。他们身着黑色皮袄，头戴皮帽，携带长枪、手枪、马刀。他们中撒拉族居多，由于长期听信反动宣传和教育，中毒很深，不把枪口对准他，刀架不到脖子上是不会轻易投降的。红军就以多制少，两个师的人马把敌一个宪兵团包围起来集中打击，枪击刀砍的一阵子把青海宪兵团全都赶到阴曹地府见阎王去了。