孫殿英在向西開進之前，曾派遣使者通知馬鴻逵要借道前往寧夏之事，當時馬鴻逵的態度是歡迎和同意的。但青海省政府主席馬麟及其侄子馬步芳在得知孫殿英即將前來青海之後非常震驚，認為這將會危急他們的根基。

於是馬麟授權馬步芳在青海省內進行戰爭動員，同時電令馬步青在涼州做好防衛工作，同時派遣部隊協助馬步芳抵抗孫殿英。此外，馬麟還召開黨政軍首腦緊急會議，派馬紹武、祁中道、謝士英三人前往南京，請求阻止孫殿英西進；同時派遣馬師融趕赴寧夏聯絡馬鴻逵、馬鴻賓，相互約定共同抵禦孫殿英。

馬步芳此時也借青海蒙古族藏族王公千百戶的名義，電請蔣中正阻止孫殿英入青，並組織青海省各界群眾舉行「拒孫大會」，遊行示威。而蔣為了防止馬家軍起兵鬧事，就電令孫殿英暫時停留在五原，與此同時馬鴻逵、馬步芳等人也在加緊籌兵。

由於五原一帶地理位置和氣候並不適合長期駐軍，孫殿英為了擺脫困境，秘密聯絡了甘肅的鄧寶珊、陝西的楊虎城以及在陝北的紅軍將領的劉志丹，準備聯合攻打寧夏，但卻沒有得到他們的回應。

此外，孫殿英還收編了綏遠西部的騎匪楊猴小子等勢力，同時為了尋求幫助，孫殿英還去聯絡了閻錫山、汪精衛、陳立夫等人，並且送給朱紹良一批黃金，甚至接受了滿洲國授予的北洋大臣兼直隸總督的封號。

與此同時，孫殿英還派人在寧夏大量散發《開發西北建設邊疆吿民眾書》和《吿西北將士書》，並在其中強烈抨擊了馬家軍的宗教政策和治民能力，同時對自己的部隊進行了大量的正面宣傳。時至11月下旬，孫殿英離開五原，並於12月初抵達寧夏磴口縣。

為了抵禦孫殿英，甘肅省主席兼綏靖主任、節制寧夏青海甘肅三省軍務的朱紹良在蘭州召開軍事會議，責令馬步芳與馬鴻賓協同馬鴻逵組織防禦。在這一命令下，馬步芳從甘州調遣了一批部隊前來支援，時任新編騎兵第二師師長的馬步青也在隨後從永登縣派遣一支部隊趕往寧夏參與防守。1934年1月7日，孫殿英以駐防五原一帶，不堪飢寒交迫，率部移駐沃野開墾為由，抗命西行。1月10日，孫殿英對部隊下達了進攻指示，1月14日，蔣中正電令馬家軍阻截孫殿英所部。

1934年1月10日，孫殿英對自己所屬的部隊下達了作戰指令，並於1月12日派遣楊耀峰率領1000餘人組成的先鋒部隊圍攻磴口縣城，馬家軍方的守軍未做抵抗便直接撤退至石嘴山。13日，孫殿英所部以步兵、騎兵、炮兵三個兵種混編，分作2路圍攻石嘴山，馬家軍方的守軍稍作抵抗後撤退至黃渠橋。14日清晨，孫殿英部猛攻黃渠橋，馬家軍方守軍被擊潰並撤退至姚伏堡、清水堡、洪廣營一帶。

當日，馬鴻逵等人收到了蔣中正於13日拍出的電報和朱紹良發出的電報。在蔣中正的電報中，蔣下達命令稱，若孫殿英違背命令擅自南下，馬家軍須盡力防堵；在朱紹良的電報中，朱紹良任命馬鴻逵為左翼軍總指揮，馬鴻賓為右翼軍前敵總指揮，馬步芳為總預備隊總指揮。

1月17日清晨，孫殿英下屬的於世銘騎兵軍中的3000多名騎兵從黃河東岸的桃葫蘆灘過黃河，對由馬家軍的馬鴻逵所部第三旅第五團布防的李崗堡、清水堡一帶的陣地發動猛攻。雙方激戰至18日，戰場上的馬家軍發起反攻，於世銘的騎兵部隊在這次反攻中死亡400餘人，另有180餘人被俘，而馬家軍在這次反攻中還繳獲了242條步槍以及60餘匹馬。

19日，孫殿英方得劉月亭下屬一個師、夏維禮一個旅以及炮兵旅劉廣德部從東、西、北三個方向圍攻平羅縣城。在圍攻過程中，馬家軍由守將馬寶琳組織反攻，部分馬家軍士兵占據了平羅城北側的平羅玉皇閣作為制高點對進攻部隊發起反攻，這讓進攻部隊在遭受了巨大傷亡的情況下沒能取得任何實質性進展。

1月26日，劉月亭留下瑞孫所屬旅繼續佯攻平羅縣城，自己率領2個師的主力部隊以及1個炮兵旅，順著連接平羅和銀川的唐徠渠向著銀川城進軍。由於唐徠渠在冬季無水，兩側的渠堤為這批軍隊提供了有效的掩護，同時沿途並沒有遭遇到任何阻擊。

1月27日凌晨，這批部隊抵達銀川城北側的滿達橋和東側的李家寨、馬家寨一帶，先頭部隊則已經抵達了銀川城西北側的大小禮拜寺和城西側的唐徠渠，並開始直接搭建雲梯攻城，但在爬上城牆之後被馬鴻逵駐守城牆的特務團發現，隨即被擊退。其餘進攻部隊還占領了銀川城北的海寶塔作為制高點，並把司令部搬到了塔內。

天亮之後，新編第七師第三旅旅長馬英才率部從北門出擊，而馬全良則率部由謝崗堡直撲唐徠渠，向滿達橋一帶的孫殿英部隊發動攻擊；盧忠良則率隊從丁義堡向南，包抄孫殿英部隊的後方；馬步芳派來的韓起功旅則從新城、洪廣營撲向滿達橋西北，攻擊孫殿英部隊的右側。

被包圍的孫殿英劉月亭所部選擇四面突圍，雙方爆發肉搏戰，並均遭受了巨大傷亡，雙方自此在銀川城外展開了拉鋸戰，孫殿英所部位於海寶塔中的司令部也被驅趕出來。在此期間，馬鴻逵在銀川城外建造了大量的交通壕和掩體，並在北城城牆上設置了數門大炮，城牆四周則有用鐵絲懸掛的照燈，城牆上配有監視哨，此外在北城牆根一帶還挖掘有地道，省府總指揮部下方還建造有緊急避難用的地下室，以上所有防禦工事均由馬鴻逵之子馬敦靜主持修造。

2月5日，孫殿英派遣5個團夜襲銀川城，數百人分作3隊借著風大夜黑從城東和城北摸上城牆，但被守城士兵提前發現，最終登上城牆的孫殿英部隊全部被殲滅。

2月10日凌晨，孫殿英再次組織部隊全線進攻，馬家軍立刻組織防守，並在孫殿英部隊進攻稍緩的時候組織反攻將對方擊退。當天下午，蘭州方面派出由朱長凱、錢國勛等人駕駛的3架飛機對孫殿英位於李崗堡、滿達橋的陣地展開轟炸。由於雙方戰事膠著，戰機在轟炸時對雙方士兵均造成了殺傷，但這還是導致孫殿英此次攻城的失敗。此後直至2月22日，雙方均未展開大規模戰鬥。

接連作戰不利使得孫殿英的部隊內部出現了嚴重的內訌，而自從開戰以來未能奪取寧夏的任何一座城池，也出乎原本打算速戰速決的孫殿英的意料。2月22日，孫殿英以指揮不當為由撤掉了劉月亭對其他部隊的指揮權，並於當天親自率領800餘人組成的「奮勇隊」以及劉月亭所屬的整個師，向馬家軍的陣地發起全面進攻，其中主力直撲由馬瑜率領一個團駐守的海寶塔和馬廷湖率領一個團駐守的趙家莊。

個營的增援，最終成功擊退孫殿英的部隊，打死打傷對方五六百人。2月26日，晉綏軍第七十師王靖國部抵達臨河，先頭部隊繼續南下，對孫殿英形成夾擊之勢，同一天，一直在景泰觀望的胡宗南第一師下屬的袁璞的一個旅抵達中衛。得知情況的孫殿英開始慌亂，在電請閻錫山回綏遠過冬的請求沒有得到回應之後，孫殿英一面讓炮兵繼續轟擊銀川城內，另一方面組織自己下屬的1個旅和特務營、炮兵營對趙家莊和八里橋一代的馬家軍陣地發起猛攻，但在4個小時之後被馬家軍擊退，100餘名官兵被俘。

此時蔣中正命令何應欽停發第四十一軍的軍餉，同時電令龐炳勛、胡毓坤等人勸孫殿英下野。何應欽隨即命令孫殿英「撤出磴口，接受編遣」的電報，但孫殿英對其選擇了無視。這種情況下，蔣撤消了青海西區屯墾督辦公署，並且免去了孫殿英的所有職務。3月5日，蔣發出電報，電報中命令孫殿英所部全部歸軍分會管轄整理。

接到電報的孫殿英部下紛紛譁變，投靠馬家軍。於世銘騎兵軍所屬獨立第一旅旅長李純華通過北平軍分會派駐寧夏的委員馬愚忱，率部向馬鴻逵投降，此外先後率部投降馬家軍的還有在銀川城西北被包圍的丁綍庭和楊干卿等人，第四十一軍就此減員多達3萬餘人。此時劉月亭所部在發現戰況不妙後準備向北撤退，同孫殿英的主力部隊會合，但在途中被趕到的晉綏軍截擊並繳械。

孫殿英於3月19日下令全線退卻，當天夜裡這批軍隊遭遇沙塵暴，導致部分士兵相互踩踏。3月20日，馬家軍分路對孫殿英展開追擊，蘭州方面則派出飛機在洪廣營、姚伏堡等地展開轟炸。在這次追擊中，孫殿英的部隊被俘人數多達6000餘人。3月21日，孫殿英撤退至平羅，平羅守軍在馬寶琳的率領下出城截擊，孫殿英大敗。

3月22日，馬家軍的追擊部隊抵達黃渠橋以北的地區，騎兵部隊追至石嘴山。3月25日，孫殿英在大勢已去後隻身一人脫離部隊，趕到趙承綬師所在地投降。晉綏軍呂汝驥率領所部一個旅在石嘴山北側的尾閘一帶布防，將撤退至石嘴山到三盛公一帶的孫殿英殘部全部繳械收編。四馬拒孫之役到此正式結束，孫殿英的部隊被「徹底解決」。

歷史影響：

孫殿英投降到晉綏軍的殘餘部隊被整編為2個旅，由劉月亭和盧豐年分任旅長，並全部開往江西修築公路，而孫殿英本人則在趙承綬陪同下前往太原晉祠隱居。而通過這場戰爭，馬鴻逵鞏固了自己在寧夏的統治，並且緩和了與馬鴻賓之間的關係，但在分配戰利品的問題上又和馬步芳出現了新的矛盾。

馬步芳在返回青海後，青海的蒙古族藏族王公紛紛抵達西寧祝賀，並贈送給馬步芳1000匹馬，10萬兩白銀以及其他禮品。此外，馬步芳憑藉此役被蔣中正升任為陸軍新編第二軍軍長，所轄新編第九師番號改為第一百師。馬步青所屬部隊的番號也改為陸軍騎兵第五師。

孫殿英部隊在戰爭期間沿途燒殺搶掠，不僅造成大量當地居民家破人亡，當地的農具等生產用具也被毀壞一空。戰爭結束時，賀蘭山一帶的土匪得到了孫殿英部隊遺落的大批武器，對當地治安造成了惡劣的影響。

此外馬鴻逵徵用了大量壯勞力修築工事和充當士兵，先後湧入寧夏的軍隊多達10餘萬人，2個月的戰爭結束後，當地經濟因充軍備遭到嚴重破壞，據不完全統計，這場戰爭造成的災民總人數達到45萬8千餘人，另有5834名百姓被因戰爭身亡；當地耽誤生產的耕地多達97萬畝。

當地紅十字會也在盡力彌補損失，同時寧夏省、甘肅省等地也成立了救濟寧夏戰區難民委員會，對當地的經濟組織恢復，並向南京國民政府請求救濟。參戰的馬家軍的軍餉在戰爭結束後也出現了四十八萬大洋的虧空，而部分士兵的復員遣送費共計二十萬大洋也難以籌措。發生過程：

孫殿英在向西開進之前，曾派遣使者通知馬鴻逵要借道前往寧夏之事，當時馬鴻逵的態度是歡迎和同意的。但青海省政府主席馬麟及其侄子馬步芳在得知孫殿英即將前來青海之後非常震驚，認為這將會危急他們的根基。

於是馬麟授權馬步芳在青海省內進行戰爭動員，同時電令馬步青在涼州做好防衛工作，同時派遣部隊協助馬步芳抵抗孫殿英。此外，馬麟還召開黨政軍首腦緊急會議，派馬紹武、祁中道、謝士英三人前往南京，請求阻止孫殿英西進；同時派遣馬師融趕赴寧夏聯絡馬鴻逵、馬鴻賓，相互約定共同抵禦孫殿英。

馬步芳此時也借青海蒙古族藏族王公千百戶的名義，電請蔣中正阻止孫殿英入青，並組織青海省各界群眾舉行「拒孫大會」，遊行示威。而蔣為了防止馬家軍起兵鬧事，就電令孫殿英暫時停留在五原，與此同時馬鴻逵、馬步芳等人也在加緊籌兵。

由於五原一帶地理位置和氣候並不適合長期駐軍，孫殿英為了擺脫困境，秘密聯絡了甘肅的鄧寶珊、陝西的楊虎城以及在陝北的紅軍將領的劉志丹，準備聯合攻打寧夏，但卻沒有得到他們的回應。

此外，孫殿英還收編了綏遠西部的騎匪楊猴小子等勢力，同時為了尋求幫助，孫殿英還去聯絡了閻錫山、汪精衛、陳立夫等人，並且送給朱紹良一批黃金，甚至接受了滿洲國授予的北洋大臣兼直隸總督的封號。

與此同時，孫殿英還派人在寧夏大量散發《開發西北建設邊疆吿民眾書》和《吿西北將士書》，並在其中強烈抨擊了馬家軍的宗教政策和治民能力，同時對自己的部隊進行了大量的正面宣傳。時至11月下旬，孫殿英離開五原，並於12月初抵達寧夏磴口縣。

為了抵禦孫殿英，甘肅省主席兼綏靖主任、節制寧夏青海甘肅三省軍務的朱紹良在蘭州召開軍事會議，責令馬步芳與馬鴻賓協同馬鴻逵組織防禦。在這一命令下，馬步芳從甘州調遣了一批部隊前來支援，時任新編騎兵第二師師長的馬步青也在隨後從永登縣派遣一支部隊趕往寧夏參與防守。1934年1月7日，孫殿英以駐防五原一帶，不堪飢寒交迫，率部移駐沃野開墾為由，抗命西行。1月10日，孫殿英對部隊下達了進攻指示，1月14日，蔣中正電令馬家軍阻截孫殿英所部。

1934年1月10日，孫殿英對自己所屬的部隊下達了作戰指令，並於1月12日派遣楊耀峰率領1000餘人組成的先鋒部隊圍攻磴口縣城，馬家軍方的守軍未做抵抗便直接撤退至石嘴山。13日，孫殿英所部以步兵、騎兵、炮兵三個兵種混編，分作2路圍攻石嘴山，馬家軍方的守軍稍作抵抗後撤退至黃渠橋。14日清晨，孫殿英部猛攻黃渠橋，馬家軍方守軍被擊潰並撤退至姚伏堡、清水堡、洪廣營一帶。

當日，馬鴻逵等人收到了蔣中正於13日拍出的電報和朱紹良發出的電報。在蔣中正的電報中，蔣下達命令稱，若孫殿英違背命令擅自南下，馬家軍須盡力防堵；在朱紹良的電報中，朱紹良任命馬鴻逵為左翼軍總指揮，馬鴻賓為右翼軍前敵總指揮，馬步芳為總預備隊總指揮。

1月17日清晨，孫殿英下屬的於世銘騎兵軍中的3000多名騎兵從黃河東岸的桃葫蘆灘過黃河，對由馬家軍的馬鴻逵所部第三旅第五團布防的李崗堡、清水堡一帶的陣地發動猛攻。雙方激戰至18日，戰場上的馬家軍發起反攻，於世銘的騎兵部隊在這次反攻中死亡400餘人，另有180餘人被俘，而馬家軍在這次反攻中還繳獲了242條步槍以及60餘匹馬。

19日，孫殿英方得劉月亭下屬一個師、夏維禮一個旅以及炮兵旅劉廣德部從東、西、北三個方向圍攻平羅縣城。在圍攻過程中，馬家軍由守將馬寶琳組織反攻，部分馬家軍士兵占據了平羅城北側的平羅玉皇閣作為制高點對進攻部隊發起反攻，這讓進攻部隊在遭受了巨大傷亡的情況下沒能取得任何實質性進展。

1月26日，劉月亭留下瑞孫所屬旅繼續佯攻平羅縣城，自己率領2個師的主力部隊以及1個炮兵旅，順著連接平羅和銀川的唐徠渠向著銀川城進軍。由於唐徠渠在冬季無水，兩側的渠堤為這批軍隊提供了有效的掩護，同時沿途並沒有遭遇到任何阻擊。

1月27日凌晨，這批部隊抵達銀川城北側的滿達橋和東側的李家寨、馬家寨一帶，先頭部隊則已經抵達了銀川城西北側的大小禮拜寺和城西側的唐徠渠，並開始直接搭建雲梯攻城，但在爬上城牆之後被馬鴻逵駐守城牆的特務團發現，隨即被擊退。其餘進攻部隊還占領了銀川城北的海寶塔作為制高點，並把司令部搬到了塔內。

天亮之後，新編第七師第三旅旅長馬英才率部從北門出擊，而馬全良則率部由謝崗堡直撲唐徠渠，向滿達橋一帶的孫殿英部隊發動攻擊；盧忠良則率隊從丁義堡向南，包抄孫殿英部隊的後方；馬步芳派來的韓起功旅則從新城、洪廣營撲向滿達橋西北，攻擊孫殿英部隊的右側。

被包圍的孫殿英劉月亭所部選擇四面突圍，雙方爆發肉搏戰，並均遭受了巨大傷亡，雙方自此在銀川城外展開了拉鋸戰，孫殿英所部位於海寶塔中的司令部也被驅趕出來。在此期間，馬鴻逵在銀川城外建造了大量的交通壕和掩體，並在北城城牆上設置了數門大炮，城牆四周則有用鐵絲懸掛的照燈，城牆上配有監視哨，此外在北城牆根一帶還挖掘有地道，省府總指揮部下方還建造有緊急避難用的地下室，以上所有防禦工事均由馬鴻逵之子馬敦靜主持修造。

2月5日，孫殿英派遣5個團夜襲銀川城，數百人分作3隊借著風大夜黑從城東和城北摸上城牆，但被守城士兵提前發現，最終登上城牆的孫殿英部隊全部被殲滅。

2月10日凌晨，孫殿英再次組織部隊全線進攻，馬家軍立刻組織防守，並在孫殿英部隊進攻稍緩的時候組織反攻將對方擊退。當天下午，蘭州方面派出由朱長凱、錢國勛等人駕駛的3架飛機對孫殿英位於李崗堡、滿達橋的陣地展開轟炸。由於雙方戰事膠著，戰機在轟炸時對雙方士兵均造成了殺傷，但這還是導致孫殿英此次攻城的失敗。此後直至2月22日，雙方均未展開大規模戰鬥。

接連作戰不利使得孫殿英的部隊內部出現了嚴重的內訌，而自從開戰以來未能奪取寧夏的任何一座城池，也出乎原本打算速戰速決的孫殿英的意料。2月22日，孫殿英以指揮不當為由撤掉了劉月亭對其他部隊的指揮權，並於當天親自率領800餘人組成的「奮勇隊」以及劉月亭所屬的整個師，向馬家軍的陣地發起全面進攻，其中主力直撲由馬瑜率領一個團駐守的海寶塔和馬廷湖率領一個團駐守的趙家莊。

個營的增援，最終成功擊退孫殿英的部隊，打死打傷對方五六百人。2月26日，晉綏軍第七十師王靖國部抵達臨河，先頭部隊繼續南下，對孫殿英形成夾擊之勢，同一天，一直在景泰觀望的胡宗南第一師下屬的袁璞的一個旅抵達中衛。得知情況的孫殿英開始慌亂，在電請閻錫山回綏遠過冬的請求沒有得到回應之後，孫殿英一面讓炮兵繼續轟擊銀川城內，另一方面組織自己下屬的1個旅和特務營、炮兵營對趙家莊和八里橋一代的馬家軍陣地發起猛攻，但在4個小時之後被馬家軍擊退，100餘名官兵被俘。

此時蔣中正命令何應欽停發第四十一軍的軍餉，同時電令龐炳勛、胡毓坤等人勸孫殿英下野。何應欽隨即命令孫殿英「撤出磴口，接受編遣」的電報，但孫殿英對其選擇了無視。這種情況下，蔣撤消了青海西區屯墾督辦公署，並且免去了孫殿英的所有職務。3月5日，蔣發出電報，電報中命令孫殿英所部全部歸軍分會管轄整理。

接到電報的孫殿英部下紛紛譁變，投靠馬家軍。於世銘騎兵軍所屬獨立第一旅旅長李純華通過北平軍分會派駐寧夏的委員馬愚忱，率部向馬鴻逵投降，此外先後率部投降馬家軍的還有在銀川城西北被包圍的丁綍庭和楊干卿等人，第四十一軍就此減員多達3萬餘人。此時劉月亭所部在發現戰況不妙後準備向北撤退，同孫殿英的主力部隊會合，但在途中被趕到的晉綏軍截擊並繳械。

孫殿英於3月19日下令全線退卻，當天夜裡這批軍隊遭遇沙塵暴，導致部分士兵相互踩踏。3月20日，馬家軍分路對孫殿英展開追擊，蘭州方面則派出飛機在洪廣營、姚伏堡等地展開轟炸。在這次追擊中，孫殿英的部隊被俘人數多達6000餘人。3月21日，孫殿英撤退至平羅，平羅守軍在馬寶琳的率領下出城截擊，孫殿英大敗。

3月22日，馬家軍的追擊部隊抵達黃渠橋以北的地區，騎兵部隊追至石嘴山。3月25日，孫殿英在大勢已去後隻身一人脫離部隊，趕到趙承綬師所在地投降。晉綏軍呂汝驥率領所部一個旅在石嘴山北側的尾閘一帶布防，將撤退至石嘴山到三盛公一帶的孫殿英殘部全部繳械收編。四馬拒孫之役到此正式結束，孫殿英的部隊被「徹底解決」。

歷史影響：

孫殿英投降到晉綏軍的殘餘部隊被整編為2個旅，由劉月亭和盧豐年分任旅長，並全部開往江西修築公路，而孫殿英本人則在趙承綬陪同下前往太原晉祠隱居。而通過這場戰爭，馬鴻逵鞏固了自己在寧夏的統治，並且緩和了與馬鴻賓之間的關係，但在分配戰利品的問題上又和馬步芳出現了新的矛盾。

馬步芳在返回青海後，青海的蒙古族藏族王公紛紛抵達西寧祝賀，並贈送給馬步芳1000匹馬，10萬兩白銀以及其他禮品。此外，馬步芳憑藉此役被蔣中正升任為陸軍新編第二軍軍長，所轄新編第九師番號改為第一百師。馬步青所屬部隊的番號也改為陸軍騎兵第五師。

孫殿英部隊在戰爭期間沿途燒殺搶掠，不僅造成大量當地居民家破人亡，當地的農具等生產用具也被毀壞一空。戰爭結束時，賀蘭山一帶的土匪得到了孫殿英部隊遺落的大批武器，對當地治安造成了惡劣的影響。

此外馬鴻逵徵用了大量壯勞力修築工事和充當士兵，先後湧入寧夏的軍隊多達10餘萬人，2個月的戰爭結束後，當地經濟因充軍備遭到嚴重破壞，據不完全統計，這場戰爭造成的災民總人數達到45萬8千餘人，另有5834名百姓被因戰爭身亡；當地耽誤生產的耕地多達97萬畝。

當地紅十字會也在盡力彌補損失，同時寧夏省、甘肅省等地也成立了救濟寧夏戰區難民委員會，對當地的經濟組織恢復，並向南京國民政府請求救濟。參戰的馬家軍的軍餉在戰爭結束後也出現了四十八萬大洋的虧空，而部分士兵的復員遣送費共計二十萬大洋也難以籌措。發生過程：

孫殿英在向西開進之前，曾派遣使者通知馬鴻逵要借道前往寧夏之事，當時馬鴻逵的態度是歡迎和同意的。但青海省政府主席馬麟及其侄子馬步芳在得知孫殿英即將前來青海之後非常震驚，認為這將會危急他們的根基。

於是馬麟授權馬步芳在青海省內進行戰爭動員，同時電令馬步青在涼州做好防衛工作，同時派遣部隊協助馬步芳抵抗孫殿英。此外，馬麟還召開黨政軍首腦緊急會議，派馬紹武、祁中道、謝士英三人前往南京，請求阻止孫殿英西進；同時派遣馬師融趕赴寧夏聯絡馬鴻逵、馬鴻賓，相互約定共同抵禦孫殿英。

馬步芳此時也借青海蒙古族藏族王公千百戶的名義，電請蔣中正阻止孫殿英入青，並組織青海省各界群眾舉行「拒孫大會」，遊行示威。而蔣為了防止馬家軍起兵鬧事，就電令孫殿英暫時停留在五原，與此同時馬鴻逵、馬步芳等人也在加緊籌兵。

由於五原一帶地理位置和氣候並不適合長期駐軍，孫殿英為了擺脫困境，秘密聯絡了甘肅的鄧寶珊、陝西的楊虎城以及在陝北的紅軍將領的劉志丹，準備聯合攻打寧夏，但卻沒有得到他們的回應。

此外，孫殿英還收編了綏遠西部的騎匪楊猴小子等勢力，同時為了尋求幫助，孫殿英還去聯絡了閻錫山、汪精衛、陳立夫等人，並且送給朱紹良一批黃金，甚至接受了滿洲國授予的北洋大臣兼直隸總督的封號。

與此同時，孫殿英還派人在寧夏大量散發《開發西北建設邊疆吿民眾書》和《吿西北將士書》，並在其中強烈抨擊了馬家軍的宗教政策和治民能力，同時對自己的部隊進行了大量的正面宣傳。時至11月下旬，孫殿英離開五原，並於12月初抵達寧夏磴口縣。

為了抵禦孫殿英，甘肅省主席兼綏靖主任、節制寧夏青海甘肅三省軍務的朱紹良在蘭州召開軍事會議，責令馬步芳與馬鴻賓協同馬鴻逵組織防禦。在這一命令下，馬步芳從甘州調遣了一批部隊前來支援，時任新編騎兵第二師師長的馬步青也在隨後從永登縣派遣一支部隊趕往寧夏參與防守。1934年1月7日，孫殿英以駐防五原一帶，不堪飢寒交迫，率部移駐沃野開墾為由，抗命西行。1月10日，孫殿英對部隊下達了進攻指示，1月14日，蔣中正電令馬家軍阻截孫殿英所部。

1934年1月10日，孫殿英對自己所屬的部隊下達了作戰指令，並於1月12日派遣楊耀峰率領1000餘人組成的先鋒部隊圍攻磴口縣城，馬家軍方的守軍未做抵抗便直接撤退至石嘴山。13日，孫殿英所部以步兵、騎兵、炮兵三個兵種混編，分作2路圍攻石嘴山，馬家軍方的守軍稍作抵抗後撤退至黃渠橋。14日清晨，孫殿英部猛攻黃渠橋，馬家軍方守軍被擊潰並撤退至姚伏堡、清水堡、洪廣營一帶。

當日，馬鴻逵等人收到了蔣中正於13日拍出的電報和朱紹良發出的電報。在蔣中正的電報中，蔣下達命令稱，若孫殿英違背命令擅自南下，馬家軍須盡力防堵；在朱紹良的電報中，朱紹良任命馬鴻逵為左翼軍總指揮，馬鴻賓為右翼軍前敵總指揮，馬步芳為總預備隊總指揮。

1月17日清晨，孫殿英下屬的於世銘騎兵軍中的3000多名騎兵從黃河東岸的桃葫蘆灘過黃河，對由馬家軍的馬鴻逵所部第三旅第五團布防的李崗堡、清水堡一帶的陣地發動猛攻。雙方激戰至18日，戰場上的馬家軍發起反攻，於世銘的騎兵部隊在這次反攻中死亡400餘人，另有180餘人被俘，而馬家軍在這次反攻中還繳獲了242條步槍以及60餘匹馬。

19日，孫殿英方得劉月亭下屬一個師、夏維禮一個旅以及炮兵旅劉廣德部從東、西、北三個方向圍攻平羅縣城。在圍攻過程中，馬家軍由守將馬寶琳組織反攻，部分馬家軍士兵占據了平羅城北側的平羅玉皇閣作為制高點對進攻部隊發起反攻，這讓進攻部隊在遭受了巨大傷亡的情況下沒能取得任何實質性進展。

1月26日，劉月亭留下瑞孫所屬旅繼續佯攻平羅縣城，自己率領2個師的主力部隊以及1個炮兵旅，順著連接平羅和銀川的唐徠渠向著銀川城進軍。由於唐徠渠在冬季無水，兩側的渠堤為這批軍隊提供了有效的掩護，同時沿途並沒有遭遇到任何阻擊。

1月27日凌晨，這批部隊抵達銀川城北側的滿達橋和東側的李家寨、馬家寨一帶，先頭部隊則已經抵達了銀川城西北側的大小禮拜寺和城西側的唐徠渠，並開始直接搭建雲梯攻城，但在爬上城牆之後被馬鴻逵駐守城牆的特務團發現，隨即被擊退。其餘進攻部隊還占領了銀川城北的海寶塔作為制高點，並把司令部搬到了塔內。

天亮之後，新編第七師第三旅旅長馬英才率部從北門出擊，而馬全良則率部由謝崗堡直撲唐徠渠，向滿達橋一帶的孫殿英部隊發動攻擊；盧忠良則率隊從丁義堡向南，包抄孫殿英部隊的後方；馬步芳派來的韓起功旅則從新城、洪廣營撲向滿達橋西北，攻擊孫殿英部隊的右側。

被包圍的孫殿英劉月亭所部選擇四面突圍，雙方爆發肉搏戰，並均遭受了巨大傷亡，雙方自此在銀川城外展開了拉鋸戰，孫殿英所部位於海寶塔中的司令部也被驅趕出來。在此期間，馬鴻逵在銀川城外建造了大量的交通壕和掩體，並在北城城牆上設置了數門大炮，城牆四周則有用鐵絲懸掛的照燈，城牆上配有監視哨，此外在北城牆根一帶還挖掘有地道，省府總指揮部下方還建造有緊急避難用的地下室，以上所有防禦工事均由馬鴻逵之子馬敦靜主持修造。

2月5日，孫殿英派遣5個團夜襲銀川城，數百人分作3隊借著風大夜黑從城東和城北摸上城牆，但被守城士兵提前發現，最終登上城牆的孫殿英部隊全部被殲滅。

2月10日凌晨，孫殿英再次組織部隊全線進攻，馬家軍立刻組織防守，並在孫殿英部隊進攻稍緩的時候組織反攻將對方擊退。當天下午，蘭州方面派出由朱長凱、錢國勛等人駕駛的3架飛機對孫殿英位於李崗堡、滿達橋的陣地展開轟炸。由於雙方戰事膠著，戰機在轟炸時對雙方士兵均造成了殺傷，但這還是導致孫殿英此次攻城的失敗。此後直至2月22日，雙方均未展開大規模戰鬥。

接連作戰不利使得孫殿英的部隊內部出現了嚴重的內訌，而自從開戰以來未能奪取寧夏的任何一座城池，也出乎原本打算速戰速決的孫殿英的意料。2月22日，孫殿英以指揮不當為由撤掉了劉月亭對其他部隊的指揮權，並於當天親自率領800餘人組成的「奮勇隊」以及劉月亭所屬的整個師，向馬家軍的陣地發起全面進攻，其中主力直撲由馬瑜率領一個團駐守的海寶塔和馬廷湖率領一個團駐守的趙家莊。

個營的增援，最終成功擊退孫殿英的部隊，打死打傷對方五六百人。2月26日，晉綏軍第七十師王靖國部抵達臨河，先頭部隊繼續南下，對孫殿英形成夾擊之勢，同一天，一直在景泰觀望的胡宗南第一師下屬的袁璞的一個旅抵達中衛。得知情況的孫殿英開始慌亂，在電請閻錫山回綏遠過冬的請求沒有得到回應之後，孫殿英一面讓炮兵繼續轟擊銀川城內，另一方面組織自己下屬的1個旅和特務營、炮兵營對趙家莊和八里橋一代的馬家軍陣地發起猛攻，但在4個小時之後被馬家軍擊退，100餘名官兵被俘。

此時蔣中正命令何應欽停發第四十一軍的軍餉，同時電令龐炳勛、胡毓坤等人勸孫殿英下野。何應欽隨即命令孫殿英「撤出磴口，接受編遣」的電報，但孫殿英對其選擇了無視。這種情況下，蔣撤消了青海西區屯墾督辦公署，並且免去了孫殿英的所有職務。3月5日，蔣發出電報，電報中命令孫殿英所部全部歸軍分會管轄整理。

接到電報的孫殿英部下紛紛譁變，投靠馬家軍。於世銘騎兵軍所屬獨立第一旅旅長李純華通過北平軍分會派駐寧夏的委員馬愚忱，率部向馬鴻逵投降，此外先後率部投降馬家軍的還有在銀川城西北被包圍的丁綍庭和楊干卿等人，第四十一軍就此減員多達3萬餘人。此時劉月亭所部在發現戰況不妙後準備向北撤退，同孫殿英的主力部隊會合，但在途中被趕到的晉綏軍截擊並繳械。

孫殿英於3月19日下令全線退卻，當天夜裡這批軍隊遭遇沙塵暴，導致部分士兵相互踩踏。3月20日，馬家軍分路對孫殿英展開追擊，蘭州方面則派出飛機在洪廣營、姚伏堡等地展開轟炸。在這次追擊中，孫殿英的部隊被俘人數多達6000餘人。3月21日，孫殿英撤退至平羅，平羅守軍在馬寶琳的率領下出城截擊，孫殿英大敗。

3月22日，馬家軍的追擊部隊抵達黃渠橋以北的地區，騎兵部隊追至石嘴山。3月25日，孫殿英在大勢已去後隻身一人脫離部隊，趕到趙承綬師所在地投降。晉綏軍呂汝驥率領所部一個旅在石嘴山北側的尾閘一帶布防，將撤退至石嘴山到三盛公一帶的孫殿英殘部全部繳械收編。四馬拒孫之役到此正式結束，孫殿英的部隊被「徹底解決」。

歷史影響：

孫殿英投降到晉綏軍的殘餘部隊被整編為2個旅，由劉月亭和盧豐年分任旅長，並全部開往江西修築公路，而孫殿英本人則在趙承綬陪同下前往太原晉祠隱居。而通過這場戰爭，馬鴻逵鞏固了自己在寧夏的統治，並且緩和了與馬鴻賓之間的關係，但在分配戰利品的問題上又和馬步芳出現了新的矛盾。

馬步芳在返回青海後，青海的蒙古族藏族王公紛紛抵達西寧祝賀，並贈送給馬步芳1000匹馬，10萬兩白銀以及其他禮品。此外，馬步芳憑藉此役被蔣中正升任為陸軍新編第二軍軍長，所轄新編第九師番號改為第一百師。馬步青所屬部隊的番號也改為陸軍騎兵第五師。

孫殿英部隊在戰爭期間沿途燒殺搶掠，不僅造成大量當地居民家破人亡，當地的農具等生產用具也被毀壞一空。戰爭結束時，賀蘭山一帶的土匪得到了孫殿英部隊遺落的大批武器，對當地治安造成了惡劣的影響。

此外馬鴻逵徵用了大量壯勞力修築工事和充當士兵，先後湧入寧夏的軍隊多達10餘萬人，2個月的戰爭結束後，當地經濟因充軍備遭到嚴重破壞，據不完全統計，這場戰爭造成的災民總人數達到45萬8千餘人，另有5834名百姓被因戰爭身亡；當地耽誤生產的耕地多達97萬畝。

當地紅十字會也在盡力彌補損失，同時寧夏省、甘肅省等地也成立了救濟寧夏戰區難民委員會，對當地的經濟組織恢復，並向南京國民政府請求救濟。參戰的馬家軍的軍餉在戰爭結束後也出現了四十八萬大洋的虧空，而部分士兵的復員遣送費共計二十萬大洋也難以籌措。