蘭州戰役是大西北解放進程中具有重要戰略意義的歷史大決戰。它作為西北解放戰爭中的一次戰略決戰，動搖和瓦解了國民黨反動派在西北地區的政治統治，徹底摧毀了以馬步芳軍事集團為核心的國民黨西北戰略防禦體系，加快了青海、寧夏、新疆的解放步伐，在大西北解放進程中具有重要的歷史地位和作用。
1.蘭州戰役動搖和瓦解了國民黨反動派在西北地區的政治統治，使國民黨甘、寧、青、新各級政權面對人民解放軍大軍壓境、摧枯拉朽的戰略態勢，在敗亡的風雨中漂泊消失。
1949年，中國共產黨領導的人民解放戰爭進入大進軍、大決戰的最後階段。隨著遼瀋、淮海、平津三大戰役的勝利，國民黨精銳主力被消滅，這從根本上改變了敵我力量對比，從戰略劣勢轉為戰略優勢，國民黨在軍事上、政治上、經濟上陷於四分五裂、土崩瓦解的狀態。面對滅亡的歷史大趨勢，國民黨統治集團在玩弄「和談」、企圖「劃江而治」的陰謀破產後，把最後的一線希望放在西北、西南地區，試圖依據西北、屏障西南而捲土重來。馬步芳軍事集團從維護其封建割據統治的「團體」利益出發，孤注一擲，決定「舉全力一鼓」而與解放軍在蘭州決一死戰。馬步芳曾狂言要「挽狂瀾於即倒，定乾坤於西北」，企圖憑藉有利地形和堅固的防禦工事，「圍殲」解放軍於蘭州城下。
蘭州一戰，人民解放軍將大兵團運動戰、長距離追擊戰和大規模攻堅戰有機結合，給青馬集團精銳以毀滅性的打擊，使國民黨政府和西北地區其它反動勢力從青馬集團的敗亡中喪失了最後一線希望。馬步芳父子先後從西寧逃往重慶、香港；時任西北軍政長官公署副長官的劉任組織長官公署逃往河西走廊；馬鴻逵父子面對解放軍十九兵團的強大攻勢，放棄寧夏而逃往台灣；新疆境內青馬集團成員馬呈祥等人見「團體」崩潰且陶峙岳、鮑爾漢等主和派主張和平解放而認為大勢已去，也逃亡印度。這樣，甘肅、青海的國民黨勢力已土崩瓦解，寧夏、新疆的政權則落入主和派手中。青馬集團作為國民黨在西北地區的最高統治者在蘭州戰役中被人民解放軍殲滅，標誌著國民黨反動派在西北地區的政治統治從根本上被推翻。以此為起點，人民解放大軍所到之處，各級反動政權紛紛垮台消亡，各族人民在中國共產黨的領導下得以翻身解放，進入了當家作主的新時代。
2.蘭州戰役對西北地區以青馬集團為核心的國民黨反動勢力在軍事上以毀滅性的打擊，使其陷於分散並各自孤立的境地，喪失了組織任何戰役的能力；大西北解放戰爭以蘭州戰役為轉折點，從戰略決戰階段進入戰略追擊階段。
在三大戰役勝利結束、國民黨玩弄「和談」陰謀破產的形勢下，毛澤東主席和朱德總司令向人民解放軍下達了大進軍的命令，以彭德懷為首的中國人民解放軍第一野戰軍奉命開始了解放大西北的征程。國民黨反動當局極盡利誘、籠絡之能事，準備以青馬集團為核心骨幹，由胡宗南集團和寧夏馬鴻逵集團南北協同，組織實施蘭州決戰計畫。
蘭州是解放大西北必取之戰略要地。青馬集團擺開架勢，死守蘭州，準備與解放軍決戰。黨中央和中央軍委對蘭州決戰極為重視，多次電示第一野戰軍總部，嚴密進行戰略部署。毛澤東曾斷言，只要殲滅兩馬特別是青馬主力，佔領甘、寧、青、新，基本上只是走路和接管的問題。蘭州戰役是西北解放戰爭史上以追擊戰和運動戰相配合、規模最大、戰鬥最激烈的一次大兵團城市攻堅戰。這一戰略大決戰敵我雙方投入兵力之多、戰鬥之激烈、付出代價之慘重都是大西北解放進程中空前絕後的。經過浴血攻堅和激烈巷戰，人民解放軍殲滅馬步芳主力八十二軍3個師大部、一二九軍2個師各一部及3個保安團共2 7萬餘人，繳獲山炮、迫擊炮100多門、騾馬2400餘匹、汽車40餘輛及其它大批軍用物資。
蘭州戰役作為大西北解放進程中的一次戰略決戰，不僅消滅了西北地區國民黨陣營中反共最堅決、戰鬥力最強的青馬主力，使境內寧馬等敵軍完全陷於分散、孤立的境地，不能也不可能再組織大規模的戰役，面對解放大軍的強大攻勢或作小規模負隅頑抗而潰不成軍，或四處逃竄，或者觀望坐等而另謀出路。人民解放軍則以蘭州戰役為大西北解放進程的轉折點，由戰略決戰階段進入最後的戰略追擊階段，在蘭州解放後的第二天，即實施對殘餘敵軍的追殲，分路向青海、寧夏和甘肅河西地區進軍並準備進軍新疆，掃清隴南殘敵，完成解放西北全境的大業。
3.蘭州戰役的勝利，使人民解放軍在西北地區對敵進行軍事打擊的同時實施政治瓦解取得成功，部分省市和平解放成為可能。
早在蘭州決戰之前，毛澤東曾於1949年8月6日致電彭德懷、賀龍、習仲勛，提出了用戰鬥方式兼取政治方式解決西北敵軍的行動方針。毛澤東指出：「現在西北敵軍分向漢中、蘭州、寧夏三處退卻，我軍亦須分為三路解決退敵」，「除用戰鬥方式解決外，尚須兼取政治方式去解決」。
「我們認為，西北地區甚廣，民族甚複雜，我黨有威信的回民幹部又甚少，欲求徹底而又健全又迅速的解決，必須採用政治方式，以為戰鬥方式的輔助。」毛澤東的這一指示，是針對西北地域遼闊、民族問題複雜的客觀情況，以及西北地區國民黨軍主要將領的不同政治傾向，對解放大西北作出的英明部署。
這一戰略部署的實施是與戰鬥方式即軍事打擊相結合的，特別是以對堅決反共的青馬反動勢力進行軍事殲滅為前提的，是「分割二馬」、「先青馬、後寧馬」戰略方針的繼續和進一步具體化。正如毛澤東所指出的：「對馬步芳必須殲滅其主力；在馬步芳解決後，必須使用楊得志兵團深入寧夏，給馬鴻逵部以殲滅性的打擊；迫使殘部退入河套，然後經過傅作義用政治方式去解決。」
蘭州戰役的勝利，不僅完成了殲滅青馬主力戰略任務，而且為分化瓦解西北地區殘存的國民黨陣營，對其中的觀望勢力和主和派實施爭取聯合，使其面對現實倒向人民一邊創造了前提條件。蘭州戰役結束後，面對青馬潰不成軍、寧馬集團孤立無援且內部矛盾激化、河西潰逃敵軍派系複雜且和戰不一、新疆守軍主要將領有和平意向的具體情況，彭德懷指揮第一野戰軍將士在對殘餘敵人展開戰略追擊的同時，組織實施了強大的和平政治攻勢，通過各種渠道，與隴南、河西、寧夏和新疆國民黨駐軍部分將領取得聯繫，向他們宣傳人民解放軍的政策和主張，敦促他們認清形勢、停止觀望，以實際行動配合解放大軍挺進大西北。
針對寧馬內部馬鴻逵、馬鴻賓歷來不和且馬鴻賓較馬鴻逵開明進步的實際情況，解放軍十九兵團在通過金積、靈武等戰鬥，對寧馬主力一二八軍予以殲滅，從而使寧馬防線全面崩潰的情況下，經過多方爭取勸說，迫使八十一軍軍長馬悖靖(馬鴻賓之子)、一二八軍軍長盧忠良等先後於1949年9月19日、20日接受和平改編。
23日，十九兵團司令員楊得志、政委李志明與寧夏方面軍政代表盧忠良、馬光天、馬廷秀分別在《和平解放寧夏問題之協議》上簽字。蘭州戰役結束後，隨著寧夏、青海和甘肅河西走廊的解放，解放大軍挺進新疆的條件已經具備。彭德懷在蘭州解放的第三天，即根據中共中央關於和平解放新疆的指示，邀請在蘭州的新疆各族各界愛國進步人士和在蘭休假的陶峙岳部軍官座談，通過他們積極開展工作。
青馬主力被殲滅，寧夏、青海、新疆的主戰派馬鴻逵、趙遂(青馬八十二軍副軍長)、馬呈祥等人面對解放軍的強大攻勢而喪失了據守抵抗的信心，有的一路退逃，有的放棄兵權遠走他國，致使寧夏、新疆等地軍政大權落於主和派手中。同時，蘭州戰役的勝利也使在此之前曾一度持動搖、觀望態度的國民黨將領從戰爭中看到了人心向背和人民解放戰爭的發展趨勢，堅定了他們加入人民革命陣營、完成西北解放大業的信心，這一切，使部分省市的和平解放在共產黨人和國民黨民主、進步人士的共同努力下成為現實。
4.蘭州戰役的勝利完成，為人民解放軍順利進軍青海、寧夏和新疆創造了必要的前提條件，加速了大西北解放的步伐。
1949年6月下旬，毛澤東在致彭德懷《對進軍西北和川北的部署》的電示中指出：「如兩馬主力被殲，進一步解放蘭州、青海、寧夏及甘肅西部已無重大困難，」並且計畫1949年底解放甘寧青而西進大軍到達甘涼肅三州，1950年春季或夏季佔領新疆。
雖然人民解放軍由於寧馬、青馬先後退入寧夏、蘭州而未能在寶雞、鳳縣、涇源和平涼地區將「二馬」殲滅，但是「二馬」特別是青馬集團並沒有因為放棄「平涼決戰計畫」而避免「滅頂之災」。蘭州一戰，青馬精銳主力被殲，使寧馬不僅陷於孤立無援的境地，而且直接暴露於解放大軍的進攻視野。蘭州戰役結束後，解放軍十九兵團乘勝追擊，以馬鴻逵為代表的寧馬反動勢力同樣未能逃脫滅亡的命運。