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刘松山率部由绥德西进，直指金积堡，是为北路；李耀南、吴士迈率部由陇州、宝鸡趋秦州，是为南路；左宗棠和刘典率军自乾州经邠州、长武赴泾州，是为中路。其中，北路是重点进攻方向。
金积堡位于灵州西南25余公里，东通花马池，南通固原，西靠黄河，是马化龙部回民叛军的中心。
左宗棠在作好一切准备之后，便大举向甘肃回民叛军进攻。
第二年秋天，北路清军刘松山部进抵灵州，9月8日攻占吴忠堡东西的郭家桥。中路清军则由固原、平凉北进，左宗棠进驻平凉，从而形成对金积堡的大包围态势。
在南线，清中路军占领预望城、黑城子、李旺堡等村堡，守卫该地区的陕西回民叛军纷纷向西撤离。甘肃回民叛军马万春部无法阻止清军前进，同心城、韦州堡一带叛乱回民大部投降清军。中路清军于11月中旬进至金积堡西南秦渠一带，距金积堡仅5公里。
北路刘松山部在中路清军策应下，夺取灵州城，打通了后路，从而完成了对金积堡地区的包围。
从12月起，清军在金积堡外围与叛军展开了激烈的争夺战。清军采取步步为营的方针，相继攻占了吴忠堡周围和金积堡北面的堡寨。
回民叛军依托秦汉二渠，挖壕筑墙，步兵凭墙防守，骑兵则主动出击，忽东忽西，不断袭击清军后方。12月11日，清军总兵简敬临率楚军突入回民军阵地，被叛军包围，士卒死伤甚众，简敬临等也被击毙。
但是，回民叛军的处境非常困难。金积堡东西两面的险要地永宁洞和峡口均落入清军之手。峡口在堡的西面，是黄河青铜峡口，也是秦汉二渠的渠口，永宁洞是山水沟（今山水河）通过秦渠涵洞的地方，秦汉二渠在此汇合，北流至黄河地理位置十分关键。
不久回民叛军从河西履水过河，夺回峡口，并打败前来进攻的清军。与此同时，回民叛军在永宁洞方向也发动进攻。
之后一段时间，回民叛军千余人从金积堡东南突然进至秦渠南，占领石家庄和马五寨几个村堡，抢修防御工事。石家庄扼秦渠之要，刘松山得知石家庄被占，连夜率部来攻。回民叛军急忙退至马五寨继续抗击，不久后刘松山在进攻马五寨时中弹而死。
清军进攻连连受挫，士气日低，回民叛军乘机发动反攻。叛军一部由马正纲率领由宁州、正宁进入陕西三水，马朝元也率部由金积堡出宁条梁（今陕西靖边西），两支队伍在甘泉会合，东攻韩城、郃阳。与马化龙有联系的河州、狄道回民军也攻占渭源直逼巩昌，使甘肃战局为之一变。形势对叛军十分有利。
但是，由于回民叛军缺乏统一的领导和指挥，各自行动，不能有效地协同配合，所以有利形势逐渐丧失。进入陕西的叛军在清军的追堵下，力量受到很大削弱，只得退回甘肃。
在金积堡地区，马化龙对朝廷抱有幻想，几次向清军“求抚”，遭到拒绝后，又分兵四出，没有集中兵力给来犯清军以致命打击，对永宁洞水口的几次进攻也未得手。
回民叛军的反击失策，给了清军调整部署的时间。左宗棠一面调兵截击入陕回民叛军，并奏调郭宝昌进攻花马池、定边，以打通金积堡东路粮道，一面命刘松山的侄子刘锦棠接统老湘军，重新组织对金积堡的进攻。
刘锦棠一面加强对永宁洞的防守，一面在黄河两岸夹河筑垒，保护河西通道，并将灵州至吴忠堡之间堡寨逐一攻占。
为从南面进攻金积堡，左宗棠命令黄鼎、雷正绾率中路军夺取峡口，并攻占金积堡西面汉渠内外20余座回民叛军营垒，直逼金积堡西南的洪乐堡。
在清军的大举进攻面前，回民叛军毫不畏惧顽强抵抗。清军付出了沉重代价，才攻下金积堡周围各堡寨。
清军在金积堡四周挖掘长壕两道，壕深几米，宽十几米，壕边筑墙，高达丈余，两壕一防堡内起义军突围，一防堡外义军救援。清军沿壕分段驻守，金运昌部驻北面，刘锦棠部驻东、南两面，雷正绾部驻西南，黄鼎部驻西面，徐文秀部驻西北面。
在清军的严密包围下，河州回民叛军派出的两支援军被阻截，金积堡防御形势日趋恶化。
不久之后回民叛军粮尽援绝，陈林率部分叛军向黄鼎、雷正绾“求抚”。6天之后，马化龙亲赴刘锦棠营中请降，表示愿以一人“抵罪”。
马化龙及其子马耀邦向清军交出各种火炮56门、各种枪千余杆，并写信向王家疃庄的回民叛军劝降。不久之后清军攻入王家疃庄。刘锦棠以马化龙藏匿枪支为借口，将马化龙父子干掉，金积堡之战遂以回民叛军的失败而告结束。
金积堡是陕甘回民叛军的核心堡垒。金积堡之战的失败，使整个西北地区的反清形势受到极大影响，清军从此掌握了西北地区的主动权。
金积堡之战失败的原因一是回民叛军领袖马化龙出身于回族上层，他的反清主要是为了保持和加强其原来的宗教、政治特权和经济地位，并不是要推翻清朝统治，因而没有提出鲜明的政治口号，更没有斗争到底的决心，时时想“求抚”，最终还是请降，这是金积堡之战失败的根本原因。
还有回民叛军没有统一领导，力量分散，形不成强大、集中的打击力量，各部之间的协同也不好。所以往往是各自为战，被清军抓住机会各个击破。
当然，叛作战指挥上也有原因可找，没有抓住有利战机适时集中兵力夺回永宁洞水口就是一大失策。
清军方面则比较成功，左宗棠针对西北地区的地理特点，制定了正确的作战方针。完成对金积堡的包围后，又成功地使用深沟高垒阻断了回民叛军的内突外援，迫使处在绝境中的叛军“求抚”。
但是，清军的胜利也是付出了代价的。在这次作战中，清军“死伤山积，屡失大将”，仅刘松山部老湘军，就损失了十来位营官，官兵死伤千余人，因伤致残两千余人。
左宗棠承认十多年来“剿发平捻”，所部伤亡之多也没有超过这次作战的，可见清军损失之重。
由于回民叛军的牵制，左宗棠一时抽不出身理会其它事务，接到吴可的通报信件之后，回了一封措辞强硬的信件，建议吴可与两广千万要注意，不能给法国人任何可趁之机，不然以后的麻烦只会更大。
与此同时，他也给朝廷上了封折子，立场鲜明的支持两广对法国人采取强硬态度，为了大清西南边陲的安宁稳定，一定不能给法国人任何插手安南内务的机会，希望朝廷能支持两广方面的对外举措。
接到了左宗棠百忙之中发来的支持信件，吴可十分高兴心中有了更大底气，对于两广清军直接出兵干预安南内部之事的想法更加坚决，绝不容许法国人在身旁搅风搅雨肆无忌惮。
不仅两广方面暗暗做着出兵准备，吴可还想争取更多的外部支援。
他给左宗棠写去法国插手安南事务的信件同时，也给身在京城的老丈人去了封信，告之老丈人两广的决定与打算，请求老丈人动用在朝堂的关系帮忙造势吹风。
还是虽然声势大不如往，却依旧在朝堂上占据重要席位的恭亲王，将法国人插手安南内务并对有可能威胁大清西南边陲的事儿在信上详细介绍了一通，最后请求在他朝议的时候帮忙敲敲边鼓，两广清军是否出兵的事儿尽快做出决定，别拖拖拉拉把时间和战机给拖没了。
他一边暗地里做出出并准备，一边发动关系准备游说朝廷，正式做出允许两广清军‘便宜行事’的决定，同时还不忘大力支援顶在前线的黄鼎凤部，当然以支持军火弹药以及战备物资为主，眼下还不是两广清军出兵之时。
全了在出兵之前造成足够大的声势，他还联络了关系尴尬的云贵宗族劳崇光……
刘松山率部由绥德西进，直指金积堡，是为北路；李耀南、吴士迈率部由陇州、宝鸡趋秦州，是为南路；左宗棠和刘典率军自乾州经邠州、长武赴泾州，是为中路。其中，北路是重点进攻方向。
金积堡位于灵州西南25余公里，东通花马池，南通固原，西靠黄河，是马化龙部回民叛军的中心。
左宗棠在作好一切准备之后，便大举向甘肃回民叛军进攻。
第二年秋天，北路清军刘松山部进抵灵州，9月8日攻占吴忠堡东西的郭家桥。中路清军则由固原、平凉北进，左宗棠进驻平凉，从而形成对金积堡的大包围态势。
在南线，清中路军占领预望城、黑城子、李旺堡等村堡，守卫该地区的陕西回民叛军纷纷向西撤离。甘肃回民叛军马万春部无法阻止清军前进，同心城、韦州堡一带叛乱回民大部投降清军。中路清军于11月中旬进至金积堡西南秦渠一带，距金积堡仅5公里。
北路刘松山部在中路清军策应下，夺取灵州城，打通了后路，从而完成了对金积堡地区的包围。
从12月起，清军在金积堡外围与叛军展开了激烈的争夺战。清军采取步步为营的方针，相继攻占了吴忠堡周围和金积堡北面的堡寨。
回民叛军依托秦汉二渠，挖壕筑墙，步兵凭墙防守，骑兵则主动出击，忽东忽西，不断袭击清军后方。12月11日，清军总兵简敬临率楚军突入回民军阵地，被叛军包围，士卒死伤甚众，简敬临等也被击毙。
但是，回民叛军的处境非常困难。金积堡东西两面的险要地永宁洞和峡口均落入清军之手。峡口在堡的西面，是黄河青铜峡口，也是秦汉二渠的渠口，永宁洞是山水沟（今山水河）通过秦渠涵洞的地方，秦汉二渠在此汇合，北流至黄河地理位置十分关键。
不久回民叛军从河西履水过河，夺回峡口，并打败前来进攻的清军。与此同时，回民叛军在永宁洞方向也发动进攻。
之后一段时间，回民叛军千余人从金积堡东南突然进至秦渠南，占领石家庄和马五寨几个村堡，抢修防御工事。石家庄扼秦渠之要，刘松山得知石家庄被占，连夜率部来攻。回民叛军急忙退至马五寨继续抗击，不久后刘松山在进攻马五寨时中弹而死。
清军进攻连连受挫，士气日低，回民叛军乘机发动反攻。叛军一部由马正纲率领由宁州、正宁进入陕西三水，马朝元也率部由金积堡出宁条梁（今陕西靖边西），两支队伍在甘泉会合，东攻韩城、郃阳。与马化龙有联系的河州、狄道回民军也攻占渭源直逼巩昌，使甘肃战局为之一变。形势对叛军十分有利。
但是，由于回民叛军缺乏统一的领导和指挥，各自行动，不能有效地协同配合，所以有利形势逐渐丧失。进入陕西的叛军在清军的追堵下，力量受到很大削弱，只得退回甘肃。
在金积堡地区，马化龙对朝廷抱有幻想，几次向清军“求抚”，遭到拒绝后，又分兵四出，没有集中兵力给来犯清军以致命打击，对永宁洞水口的几次进攻也未得手。
回民叛军的反击失策，给了清军调整部署的时间。左宗棠一面调兵截击入陕回民叛军，并奏调郭宝昌进攻花马池、定边，以打通金积堡东路粮道，一面命刘松山的侄子刘锦棠接统老湘军，重新组织对金积堡的进攻。
刘锦棠一面加强对永宁洞的防守，一面在黄河两岸夹河筑垒，保护河西通道，并将灵州至吴忠堡之间堡寨逐一攻占。
为从南面进攻金积堡，左宗棠命令黄鼎、雷正绾率中路军夺取峡口，并攻占金积堡西面汉渠内外20余座回民叛军营垒，直逼金积堡西南的洪乐堡。
在清军的大举进攻面前，回民叛军毫不畏惧顽强抵抗。清军付出了沉重代价，才攻下金积堡周围各堡寨。
清军在金积堡四周挖掘长壕两道，壕深几米，宽十几米，壕边筑墙，高达丈余，两壕一防堡内起义军突围，一防堡外义军救援。清军沿壕分段驻守，金运昌部驻北面，刘锦棠部驻东、南两面，雷正绾部驻西南，黄鼎部驻西面，徐文秀部驻西北面。
在清军的严密包围下，河州回民叛军派出的两支援军被阻截，金积堡防御形势日趋恶化。
不久之后回民叛军粮尽援绝，陈林率部分叛军向黄鼎、雷正绾“求抚”。6天之后，马化龙亲赴刘锦棠营中请降，表示愿以一人“抵罪”。
马化龙及其子马耀邦向清军交出各种火炮56门、各种枪千余杆，并写信向王家疃庄的回民叛军劝降。不久之后清军攻入王家疃庄。刘锦棠以马化龙藏匿枪支为借口，将马化龙父子干掉，金积堡之战遂以回民叛军的失败而告结束。
金积堡是陕甘回民叛军的核心堡垒。金积堡之战的失败，使整个西北地区的反清形势受到极大影响，清军从此掌握了西北地区的主动权。
金积堡之战失败的原因一是回民叛军领袖马化龙出身于回族上层，他的反清主要是为了保持和加强其原来的宗教、政治特权和经济地位，并不是要推翻清朝统治，因而没有提出鲜明的政治口号，更没有斗争到底的决心，时时想“求抚”，最终还是请降，这是金积堡之战失败的根本原因。
还有回民叛军没有统一领导，力量分散，形不成强大、集中的打击力量，各部之间的协同也不好。所以往往是各自为战，被清军抓住机会各个击破。
当然，叛作战指挥上也有原因可找，没有抓住有利战机适时集中兵力夺回永宁洞水口就是一大失策。
清军方面则比较成功，左宗棠针对西北地区的地理特点，制定了正确的作战方针。完成对金积堡的包围后，又成功地使用深沟高垒阻断了回民叛军的内突外援，迫使处在绝境中的叛军“求抚”。
但是，清军的胜利也是付出了代价的。在这次作战中，清军“死伤山积，屡失大将”，仅刘松山部老湘军，就损失了十来位营官，官兵死伤千余人，因伤致残两千余人。
左宗棠承认十多年来“剿发平捻”，所部伤亡之多也没有超过这次作战的，可见清军损失之重。
由于回民叛军的牵制，左宗棠一时抽不出身理会其它事务，接到吴可的通报信件之后，回了一封措辞强硬的信件，建议吴可与两广千万要注意，不能给法国人任何可趁之机，不然以后的麻烦只会更大。
与此同时，他也给朝廷上了封折子，立场鲜明的支持两广对法国人采取强硬态度，为了大清西南边陲的安宁稳定，一定不能给法国人任何插手安南内务的机会，希望朝廷能支持两广方面的对外举措。
接到了左宗棠百忙之中发来的支持信件，吴可十分高兴心中有了更大底气，对于两广清军直接出兵干预安南内部之事的想法更加坚决，绝不容许法国人在身旁搅风搅雨肆无忌惮。
不仅两广方面暗暗做着出兵准备，吴可还想争取更多的外部支援。
他给左宗棠写去法国插手安南事务的信件同时，也给身在京城的老丈人去了封信，告之老丈人两广的决定与打算，请求老丈人动用在朝堂的关系帮忙造势吹风。
还是虽然声势大不如往，却依旧在朝堂上占据重要席位的恭亲王，将法国人插手安南内务并对有可能威胁大清西南边陲的事儿在信上详细介绍了一通，最后请求在他朝议的时候帮忙敲敲边鼓，两广清军是否出兵的事儿尽快做出决定，别拖拖拉拉把时间和战机给拖没了。
他一边暗地里做出出并准备，一边发动关系准备游说朝廷，正式做出允许两广清军‘便宜行事’的决定，同时还不忘大力支援顶在前线的黄鼎凤部，当然以支持军火弹药以及战备物资为主，眼下还不是两广清军出兵之时。
全了在出兵之前造成足够大的声势，他还联络了关系尴尬的云贵宗族劳崇光……