一九四九年八月二十日，我兵團與許光達同志率領的第二兵團會師於蘭州城郊，從東、西、南三面包圍了蘭州。
部隊一到達集結位置，我們立刻上山去察看地形。這蘭州城北瀕黃河，三面依山，地勢果然十分險要。環抱蘭垣之皋蘭山峰巒高聳，成為該城之天然屏障。山上有國民黨軍隊在抗日戰爭時期修築的永久性國防工事，解放戰爭中又不斷加固。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接。對外有一至二道削壁，高約六米至十米，削壁腰部設有暗藏的側身機槍掩體，削壁外面挖有幾道外壕，寬深均為三米到五米，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，並密布地雷群。敵人為此把蘭州吹噓為「攻不破的鐵城」。
敵人依託強固工事，既利於發揚火力，又便於組織反撲；而我軍從下向上仰攻，不但溝壕難越，削壁難攀，且兵力不便運動和展開。北望黃河巨流，傍城依山滾滾東去，雨季水大流急，濁浪濤濤。敵人夾河而陣，我軍很難渡河四面圍攻敵人。我軍要全殲守敵，關鍵是奪取蘭州主要屏障——南山，控制敵人唯一退路——黃河鐵橋。
根據彭總的部署，二兵團的任務是進攻營盤嶺、沈家嶺和七里河，然後向蘭州城西關和南關發展進攻，並以一部沿黃河南岸東進奪取黃河鐵橋，一部從七里河地區相機北渡黃河，殲滅北岸之敵。我十九兵團的任務是，沿西蘭公路首先攻佔路南之馬架山、古城嶺、豆家山和路北之十里山，然後向蘭州城東關發展進攻。看過地形以後，我們選定豬嘴嶺作為兵團指揮所，從這裡可以清楚地看見敵人的陣地。
國民黨反動政府為了通過蘭州決戰，實現其在大陸保住一塊反革命基地的計畫，不惜挖肉補瘡，派飛機連日向蘭州運送軍事物資。胡宗南掏出最後的血本，調集四個軍於徽縣、成縣、兩當及川陝公路，準備配合青馬襲擊我後方。寧馬也深知蘭州戰役的成敗將決定自己的命運，集結主力，擺出支援青馬的姿態，企待有利時機出兵攻擊我側後。青馬更把蘭州決戰看成是自己生死存亡的關鍵，馬步芳參加國民黨中央政府召集的西北聯防會議後，於八月十九日從廣州乘飛機匆匆趕回蘭州，親自部署一切。敵人以其戰鬥力最強的第八十二軍和第一二九軍兩個主力軍等部，共五萬人據守蘭州；以第九十一軍、第一二零軍、第八十一軍共兩萬餘人為左翼，于靖遠、景泰沿黃河及打拉池地區防禦；以新成立的騎兵軍共兩萬人為右翼，控制臨洮、洮沙地區。青馬妄圖依託蘭州外圍的強固工事挫我銳氣後，以寧馬和胡宗南部攻我側背，用正面抗擊和兩翼包抄之戰術，殲滅我軍於蘭州外圍。同時，青馬還急調駐新疆部隊增援蘭州，並一再致電國民黨中央政府：「要求空軍於會戰期間，逐日派強大機群參加助戰」。
當然，上述情況是在後來才完全弄清楚的。當時，我軍深入敵人腹地，新區黨的工作基礎薄弱，缺乏內線，而馬步芳又狡猾多變，精確地掌握敵人的動態作出正確的判斷，是很不容易的。我軍接近蘭州的時候，得到的是兩種互相矛盾的情報：一是敵九十一軍和一二零軍已從蘭州北撤，擬隨偽甘肅省政府退到酒泉，大批物資正由蘭州運往西寧，蘭州之敵正準備炸毀工廠，拆除電線，破壞黃河鐵橋；一是蔣介石反動集團日有數架飛機運送彈藥到蘭州，青馬正搶運糧食和磨盤進城，其八十二軍主力在蘭州加修工事，寧馬準備以六個師出擊，支援蘭州之敵。根據這互相矛盾的情報可以作出兩種截然相反的判斷。彭總經過仔細分析，認為敵人在蘭州的處境已不同於平涼，敵人在蘭州決戰的計畫不會象平涼那樣不決而撤，而且我軍也必須盡一切努力迫使敵人決戰於蘭州，同時應當把情況估計得更嚴重些，把困難考慮得更多些，以此為立腳點，從各方面作好充分的準備。
我軍一包圍蘭州，彭總即於八月二十一日，打電報給率領一兵團從左翼迂迴青海的王震同志，指出：青馬現決心固守蘭州，我左兵團進佔臨夏後，可能動搖其固守決心，但也可能促其不顧一切決心死守，甚至放棄西寧，撤守大通河東岸及享堂、新城、湟水北岸，保障向河西的退路。在我軍攻蘭州六、七大不得手時，寧馬主力就可能乘機增援蘭州。青、寧二馬有汽車兩千輛以上，要充分估計到寧馬主力車運蘭州的可能性。如果出現這種情況，二兵團即可迂迴蘭州北部，我軍將集中三個兵團於蘭州會戰。同日，彭總還以第一野戰軍司令部名義發出進攻蘭州的戰術指示，強調指出：「青馬為今日敵軍中最有戰鬥力的部隊，在全國也是有數的頑敵，我們對他須有足夠的估計，並作充分的精神準備，力戒輕敵驕傲急性」。指示中要求各部：「進攻時需仔細偵察，精密計畫，充分準備」，「須集中優勢兵力、火力、技術於一點，一個一個山頭、房舍、陣地，逐次地殲滅敵人。不攻則已，攻必奏效」。「進攻中，須充分準備殲滅敵人反衝鋒部隊，組織消滅敵反衝鋒的火力，構築抗擊反衝鋒的工事」。「密切步炮協同。炮兵須反覆精細地偵察敵人兵力、火力的具體配備，組織良好的戰場觀察，切忌盲目的射擊。須知優勢的炮火，在頑強的敵人面前，並不是萬能的。」「對敵人外壕、陡壁的克服，須用挖對溝、改造地形來接近，用炸藥來破壞。因彈藥運輸困難，炮擊是輔助的」。
同時，鑒於我軍對蘭州敵軍只是三面包圍，北面退路黃河鐵橋仍在敵人控制之下，仍然不能排除敵人在我大軍壓力下突然逃跑的可能性。因此、彭總又決定以九個團的兵力，於八月二十一日對敵人陣地進行一次試攻。其中，我兵團由六十五軍和六十三軍用五個團攻擊豆家山、古城嶺和十里山。這次攻擊準備非常不足，就倉促投入戰鬥，同時在千里追擊中，敵人不戰而逃，指戰員中輕敵思想有了新的滋長；有些指揮員唯恐敵人跑掉，不看地形，不察明敵人兵力火力的部署，沒帶爆破器材和炸藥，更沒有組織步炮協同，一上陣地就帶領部隊向敵人猛衝；有個連隊甚至還沒有弄清攻擊目標就急急忙忙往上沖；有個團長在敵情不明的情況下竟說：「給我兩個鐘頭，保證完成任務！」
經過二十一日、二十二日兩天的攻擊，部隊打得非常勇敢頑強，並多次和敵人肉搏，雖然給敵人以很大殺傷，但卻沒有奪得敵人一個陣地，自己的傷亡也很大。二兵團以四個團的兵力向敵人試攻，也未奏效。彭總根據這種情況，果斷地下令停止攻擊，迅速進行陣地總結：按二十一日的戰術指示做好準備後再發動總攻。這次試攻雖然受挫，但是卻摸清了敵人的部署和決心，了解到敵八十二軍三個戰鬥力最強的主力師分別固守在敵防禦體系中的馬架山、營盤嶺、沈家嶺三個主陣地，敵一二九軍及其他部隊分別防守東西兩翼各陣地及黃河北岸，背靠黃河天險，重點控制南山，分兵把守，城中再無預備隊。更重要的是以血的教訓使部隊認清了輕敵思想的危害，頭腦清醒地全力狠抓向敵人發動總攻的準備工作。
八月二十三日，彭總來到兵團指揮所。我和楊得志因前兩天仗沒打好，心情很沉重，準備挨一頓批評，便主動對彭總檢討說：「十九兵團部隊在歷史上還從來沒有遇到過這樣的情況：攻敵人的幾個陣地，兩天沒拿下一個。軍、師、團的幹部都很憋氣，急於要繼續打，非出這口氣不可。毛主席一再指示我們：千萬不可輕視二馬，否則必致吃虧。現在果然吃了輕敵的虧。我們雖然經常給自己敲警鐘，並一再教育部隊，克服輕敵思想，但是最近對部隊的教育放鬆了，輕敵思想又有所抬頭。這次仗沒有打好，責任主要在我們兵團領導人身上。」出乎我們意料之外，彭總沒有發火，他冷靜地對我們說：「部隊試攻受阻，其主要原因是輕敵，次要原因是敵工事堅固，敵人頑強。這次試攻是我決定的，時間倉促，部隊準備不夠。不過，通過試攻，也達到了了解敵人的目的。你們要告訴部隊沉住氣，總結經驗教訓，仔細研究敵人，扎紮實實的做好準備工作，待命向敵人發動總攻。」
彭總告訴我們：王震同志率領下的我軍左翼的第一兵團前進的速度很快，已於二十二日佔領了臨夏，現在暫時停止前進，以部分兵力進佔永靖，控制黃河，斬斷蘭州和西寧的聯繫，準備隨時堵擊截擊敵人。彭總分析了我軍佔領臨夏後可能引起的幾種情況的變化和我軍應有的對策：
第一種情況，是使蘭州守敵增加了對其西寧老巢的顧慮，因而分兵防守，重點仍放在蘭州。這樣，有利於我攻取蘭州，打下蘭州後再抽部分兵力協助一兵團攻取西寧。
第二種情況，是敵人棄西寧而全力固守蘭州，這種可能性很小；或者以新騎六軍及西寧警衛部隊（一個師）守西寧，這種可能性很大。在這種情況下，我一兵團暫時不宜孤軍深入去佔領西寧。假如我軍同時攻蘭州、西寧而都受阻，寧馬主力就可能乘我軍遠出疲勞之際出擊我側背，現天氣漸冷，冬衣送不到，必會使我軍遭到很大困難；即使我軍佔領西寧，而蘭州未攻下，也因兵力分散，仍有此種顧慮。
第三種情況，如果青馬放棄蘭州而退西寧，二兵團