12月初，敌人为了打开永昌县城的通路，调集一路兵马向红九军防守的永昌东十里铺至二十里铺一线阵地连续攻击，红九军和红三十军一部艰苦鏖战20多日，以重大的代价，终将这一带阵地控制在手中。在此期间，敌之又一路兵马迂回到县城以西的水磨关、红庙墩等处，攻击红军，企图切断永昌、山丹间的联系，但仍未得逞。接着敌人抓住红军兵力不足的弱点，调集五个旅、四个民团围攻永昌县城，并在战斗最激烈的时候，出动三四架飞机前来助战。
敌人一面围攻永昌县，一面又以两个旅、四个民团的兵力向山丹红五军进攻。红五军乘敌立足未稳，派一部兵力，袭击敌马彪的指挥部和在城西十里堡一带的据点，取得胜利。随后，围攻山丹县城之敌愈聚愈多，红五军依托城墙，打退敌人多次进攻。可是在城东北暗门滩的一次战斗中，因红军部队出击过远，突遭敌骑兵反击，部队伤亡惨重。
在此期间，西路军领导人多次致电红军总部及中央军委，反映西路军面临的实际困难，提出部队疲劳，弹药、冬衣缺乏，但士气甚旺；马敌虽伤亡五千以上，但能迅速补充，继续与我作战；当地地形不便于打运动战，群众斗争不易发动，扩红筹资较难；红军战线甚长，人员、弹药有减无增。建议不得已时，主力移到甘州、肃州。电文还提出，国际接济最好先期或按时到达，如取到接济，可以回击甘、凉之敌，配合红军主力行动。见《中国工农红军西路军·文献卷》上卷第439～440页。中央回电西路军，指出：“远方”接济三个月内不要依靠，目前全靠自己团结奋斗打开局面。西路军应着重在凉州、永昌之线，各个消灭敌人，尔后“主力应准备东进一步，策应河东”。在作战方面，要力避消耗战，提倡集中兵力打歼灭战，不打则已，打则必须有所缴获，与其击溃敌许多团，不如干净消灭敌一个团。见《中国工农红军西路军·文献卷》上卷第451～452页。
这样从11月中旬到12月上旬，西路军在凉州、永昌一带不进不退，与敌鏖战。西路军本是一支经历久战的疲惫之师。由于张国焘的南下错误路线，四方面军三过雪山、草地，部队体质大为减弱，随后，又是一路征战来到甘肃，过黄河后，又接连战斗，加之塞外严寒，大部分指战员仍是单衣赤足，体力更难恢复。伤亡、疲劳、严寒、少粮缺弹，困难重重，但指战员们仍斗志旺盛。他们在歌中唱道：
我们是铁的红军，
钢的力量。
我们是工农的儿女，
民族的希望。
不打通国际路线，
就不是红四方面军。
策应西安事变，配合河东主力行动。正当西路军与优势之敌浴血奋战时，传来了西安事变的喜讯，全军上下一片欢腾。西安事变，全局改观，西路军的行动，也由策应河东红军实行战略转移而转到配合西安事变的和平解决上。
12月15日，军委主席团电告西路军：“西路军目前应在现地加紧休整，进行政治动员，一面争取凉州之补充旅和‘二马’到抗日方面来；一面准备接通兰州，并准备一部适时占领安西地区。”见《中国工农红军西路军·文献卷》上卷第486页。18日，军委又命令：“你们的任务应基本的放在打通远方上面，限明年一月夺取甘、肃二州。”见《中国工农红军西路军·文献卷》上卷第486页。西路军遵照命令，调整部署，准备西进。
这时，国民党亲日派头子何应钦指挥的“讨伐军”已进抵潼关，准备向西安发动进攻，张学良建议由河东红军出击胡宗南部，以巩固西安侧后方安全；西路军以一部兵力东出靖远，牵制马家军及毛炳文部。于是，中央改变原令，拟命西路军东返。12月24日，军委主席团致电徐、陈：“在整个战略方针上来看，西路军以东进为有利……而利我主力在东边放手打仗。张学良极盼你们来，答应在兰州补充子弹、被服。”并说，正式命令一两天内下达，要徐、陈电告意见见《中国工农红军西路军·文献卷》上卷第503页。。次日，西路军军政委员会复电军委主席团：“目前时局的开展，西路军利于东进，我们当坚决执行此任务。”电报要求东北军运送一批弹药，配合西路军东返见《中国工农红军西路军·文献卷》上卷第509页。。西路军正准备东返，西安事变得到和平解决，蒋介石接受抗日条件，在张学良陪同下回到洛阳。在此形势下，军委主席团于27日又电令西路军仍执行西进任务见《中国工农红军西路军·文献卷》上卷第512页。。
本来永昌、山丹一带地区狭窄，人口稀少，居住分散，物产有限，建立根据地不易，在敌人重兵围攻之下，红军更难立足。由于西路军为策应河东主力的战略转移和西安事变的和平解决，在此徘徊40余日，历尽艰辛。虽大量歼敌，然自身也受到严重损失，已由过河时的21800人减至15000余人，战斗力大为减弱。
浴血鏖战军败祁连
二次西进，集结临（泽）高（台）。12月底，正值数九寒天，河西走廊更是冷得出奇，气温下降到零下二三十摄氏度。西路军指战员虽衣衫褴褛，饥肠辘辘，但为防备敌骑兵突然袭击，又一次长夜行军。寒风卷着雪粒向人们的脸上、身上扑来，伤病员冻得不能坐担架，身体弱的同志冻倒了。但是坚强的西路军指战员，凭着对党和革命事业的赤胆忠心，以顽强的毅力，继续西进。
12月30日，先头部队红五军进占临泽县城（今蓼泉）。之后，军长董振堂、政治部主任杨克明又率主力三十九团、四十五团及骑兵团（两个连）、特务团（四个连）共3000余人向高台疾进，于1937年1月1日凌晨4时，占领高台县城，守敌1400余人全部投降。红五军其余两个团和总部供给部及直属部队一部留驻临泽县城。1月上旬，红九军一部进驻临泽东南的沙河堡（今临泽县城），红三十军及总指挥部进驻沙河堡以南的倪家营子。总指挥部打算，如果敌人没有大的压迫，即在此地休整，如被敌迫，即向肃州行进。
然而，此时，蒋介石背信弃义，扣押了张学良，并调集25个师重新进逼西安，内战有一触即发之势。党中央为粉碎蒋介石的军事进攻，一面继续与国民党谈判，促蒋履行诺言；一面积极部署兵力，准备支援东北军、西北军作战。局势的急剧变化，需要西路军在战略上予以配合。元月5日，军委主席团电令西路军：“即在高台、临泽地区集结，暂时勿再西进。”见《中国工农红军西路军·文献卷》上卷第523页。7日、8日，军委主席团又连续来电，指示西路军要“依靠自己，团结奋斗”，“动员全军在临、高地带消灭敌人，完成创造甘、肃二州根据地的任务。这样，远方亦自然打通，寒候亦度过，接济亦必然到手”见《中国工农红军西路军·文献卷》上卷第526～527页及530～531页。。西路军根据军委主席团的指示，屯兵临、高地带，准备消灭进攻之敌。
血战高台，痛失五军。1月12日，敌切断高台、临泽的联系，并牵制沙河堡、倪家营子的主力红军，集中马彪、马朴、韩起禄、韩三成四个骑兵旅和炮兵、特务、手枪三个团以及部分民团，共2万余人，向高台城进攻。红五军将士依托城外工事英勇抗击，打退了敌人的多次进攻。双方激战数日，敌以优势兵力攻毁城外东、西关制高点后，直逼城下。
从1月18日夜开始，敌人在各种火力掩护下，头顶罗锅，架着云梯，轮番攻城。此时，红五军已是弹药殆尽，战士们就用木椽捣敌人的云梯；用滚烫的面糊糊朝敌人的头上泼；用大刀、梭镖、石块，把爬上城墙的敌人一次又一次地打下去。城墙沿上弹痕累累，血迹斑斑。
1月20日凌晨，敌人倾全力从四面攻城。一时间，炮声震天，火光四起。拂晓时分，城南的城墙被马朴旅马忠义团突破，敌人蜂拥而入。在此生死存亡之际，红五军伤员也投入战斗，在城墙上、街道间与敌人肉搏。巷战进行到下午两三点钟，高台城被敌人占领。军长董振堂、政治部主任杨克明，十三师师长叶崇本、师参谋长刘培基，三十九团团长吴岱朝、政委朱金昌，三十七团政委何志余以下近3000人，除了个别被群众掩护脱险，大多壮烈牺牲。
就在高台危急之时，总部急派骑兵师增援，但中途与敌遭遇，伤亡大半，师长董俊彦、政委秦道贤、政治部主任李庆雍，均英勇牺牲。留守临泽的五军余部，也曾出兵接应，因力量太小，未获成功。
在攻陷高台后，敌马元海又督率所部及马步銮团、刘呈德团、马禄旅，围攻临泽县城，其一部进攻由红五军另两个团驻守的城外阵地。敌猛攻城垣，而城内红军除了一个警卫连和妇女独立团一部，均为机关干部和勤杂人员。在这紧急关头，全体人员不分男女老少，全部上阵，坚守城池。他们与城外的红五军余部一起，与敌苦战三个昼夜，在红九军一部的接应下，大部突围，撤至倪家营子，与主力会合。此时，红九军也撤离沙河堡，向倪家营子总部靠拢。
随后，红五军余部编入三十军，红五军就这样解体了。红五军是一支能征善战的主力红军，其前身是著名的宁都起义部队，改编为红一方面军第五军团后，参加了中央苏区的第四、第五次反“围剿”作战，屡立战功。长征中，一直担任后卫任务。一、四方面军懋功会师后，红五军团与四方面军的红三十三军合编为红五军。在第二次北上和西进途中，又冲锋陷阵，英勇杀敌。高台血战，前仆后继，流尽了最后一滴血。红五军指战员为革命不屈不挠，英勇牺牲的大无畏精神，光照千秋，永载史册。
在此期间，军委主席团于1月16日致电西路军领导人，通报了西安局势和绥远抗战等情况。电报指示说：“同意西路军在现地休息一个时期，集中全力，乘机向东打敌，尔后以一部西进。在这种条件下，应大大向东扩张甘北根据地。”见《中国工农红军西路军·文献卷》上卷第537～538页。
高台失守、临泽突围后，西路军全军尚有1.3万余人，西北“二马”又调集步骑兵堵击。1月21日，西路军军政委员会决定突围东返，于当日1时电告军委主席团见《中国工农红军西路军·文献卷》上卷第539页。。毛泽东在接电后，于凌晨2时电告在西安的周恩来、博古：“西路军在高台、临泽一带不能立足，西进有穷十八站，‘二马’步骑又向西堵击，20日晨攻破高台，董振堂同志牺牲，五军损失两个团，他们从本日起转向东进，望速商于学忠，准备派一部策应，并与交涉红军离开河西抗日，勿加干涉。”见《中国工农红军西路军·文献卷》上卷第540页。1月23日，西路军东返至张掖西南的西洞堡、龙首堡一带，准备稍加休息，争取在当地和行进路上歼敌，以利东进。1月27日，红三十军终于抓住战机，在西洞堡打了一个漂亮的歼灭战，全歼马步芳装备精良的青海宪兵团，击溃一○○师手枪团，缴枪1200余支以及许多战马、子弹等。然而，敌人在东面集中防堵，决战于我不利，又不能东进，西路军军政委员会又决定重返倪家营子，调动和寻机歼灭敌人，为东返创造条件。
兵困倪家营子，西路军危急。1月28日晚，西路军1.3万余人回到了倪家营子。此时的倪家营子，已满目疮痍，许多庄院农舍被敌洗劫一空，留在这里的数百名伤病员全被敌人残杀，遗体横陈，断垣残壁，就连狗叫的声音都听不到了。马步芳惟恐红军沿甘州、肃州进入新疆，无法向蒋介石交代，得悉红军进入倪家营子，立即命令马元海全力堵截。马元海遂集结五个骑兵旅、三个步兵旅和大批民团，从2月1日开始，围攻倪家营子红军。
敌人每次进攻，都是在大炮的掩护下进行的；而红军连一门迫击炮也没有，子弹又极缺，全靠近战对付敌人。在敌人的围攻中，首当其冲的是红三十军八十八师二六三团固守的汪家墩阵地。头天晚上，二六三团三营九连的130余名战士进驻这个阵地，到第二天黄昏兄弟连队接防时，英雄的九连只剩下9个人，其中4人还负了伤。
