兰州战役后，宁夏的马鸿逵仍执迷不悟。他根据蒋介石的电令，亲往 重庆参加军事会议，匆匆返宁后，制定了所谓”打光、烧光、放水”的对 策。宁夏兵团司令马敦静随即在吴忠堡召开有各军长参加的军事会议，决 定破坏青铜峡公路，并占领牛首山阵地，必要时执行马鸿逵的放水计划。 同时，重新调整了各军建制，设置了三道防线，企图阻止人民解放军北 进。第一道防线—— 以骑兵第20团守同心，第81军一部守靖远，新编骑 兵第1旅守景泰；第二道防线—— 以贺兰军守中宁，第81军主力守中卫；第三道防线—— 以第128军守金积，第11军守灵武。
宁夏马鸿逵、马鸿宾两人历来不和。马鸿宾受到马鸿逵的排挤，其 所部第81军有起义的意向。为争取和平解决宁夏问题，中共中央和毛泽 东早就通过傅作义、邓宝珊等做马鸿逵的工作；西安解放后，第19兵团 曾派联络部长甄华等赴宁夏同马鸿逵、马鸿宾接触；兰州解放后，杨得 志又派有名望的回族老人郭南浦前往宁夏做争取工作。这都对促成宁夏问题的和平解决起了一定的作用。

当第19兵团向宁夏进军的时候，9月4日毛泽东致电彭德怀、贺龙、 习仲勋等，针对马鸿逵残杀陕北人民甚多，从来没有做过好事，和平解 决的可能性虽未丧失，但实际执行仍有困难的情况，要求第一野战军对 宁马力争全部缴械，其次则争取大部缴械， 一部改编。并指出：“请考虑 利用马鸿宾，派人向马鸿宾做些工作，争取大部和平缴械， 一部改编的 局面。宁夏人少地狭，马部军政党可能有二十万人，加上十九兵团十万 人，粮食问题必甚严重，请预为筹备。”19日，毛泽东致电彭德怀、张宗 逊：宁夏马鸿宾到包头，说81军军长系其子马惇靖，与马鸿逵部系属两 事。无论如何方式，只要解放军不打，能使81军成为人民的军队，他均乐于接受，请先停止作战，以便商谈。中央军委请彭、张即考虑处置办法电告。同时，毛泽东起草的薄一波复傅作义电：”我们可以将马鸿宾部 与马鸿逵部分别看待，但问题的解决必须在前线而不能在北平。全国各 地都是如此，宁夏不能独异。无论马鸿宾或马敦静如欲解决问题，应速 派代表至兰州第一野战军司令部找彭德怀司令员接洽，或到固原十九兵 团司令部找杨得志司令员接洽。如马鸿宾能亲去兰州或固原一趟，则更 好。彭德怀将军已知马鸿宾为人是和马鸿逵有区别的，他正想找马鸿宾 接洽。如马能亲自去，或派代表去，必被欢迎，不会有任何危险。请傅 宜生速为转知，以免误事。又西北前线对宁夏进军的时间已很迫近，宁 夏代表应速去固原或兰州，不要再迁延了。”20日，毛泽东指示彭德怀、 张宗逊、阎揆要、甘泗淇：“你们则靠自己力量，用打拉两种方法争取迅 速解决宁夏问题。”23日，毛泽东复电彭德怀：“你们应尽可能解决马鸿 逵部，越彻底越好。酌量保存马鸿宾部，照我军制度改编。”毛泽东的指示，指明了解放宁夏的基本方针和政策。

第19兵团遵照毛泽东的指示，针对宁马的防御部署，决心首先突破 第一道防线，截击中宁之贺兰军，争取中卫马鸿宾部第81军起义，得手 后，再集中力量歼灭金积、灵武、银川之敌。9月1日，第19兵团下达作战命令，具体部署了第一步以截击中宁之敌为目的的进军作战计划。
9月2日，第19兵团10万大军分左、中、右三路向宁夏挺进。左路 第63军188师于9月5日分三路沿黄河两岸北进。师主力沿黄河东岸， 第563团沿黄河西岸，第564团乘羊皮筏子和木船顺河而下。至12日逼 近景泰，突破敌人防御阵地，守敌新编骑兵第1旅少将旅长张钦武率部 千余人投诚，景泰获得解放。第188师乘胜北渡黄河，17日占领沙坡头、迎水桥一带，兵临中卫城下。
同日，中路第19兵团部率第63军(欠188师)、第65军，由兰 州、定西梯次行进。沿兰宁公路北进的第187师先头部队561团于5日 占领一条城、小炉子，解放靖远县城，歼敌一部。11日，第63军进占 打拉池后，第187师冒狂风暴雨越过香山，取捷径向中卫追击，第561团于16日突然出现在黄河南岸的枣林子，并进占村北，断敌退路，敌第881团千余人被迫放下武器。与此同时，敌第81军35师103团向高家 滩渡口逃窜，第561 团2营猛追10余里，经半小时激战，将该敌全歼。第561团先后歼敌两个团，毙伤俘敌1833人。
右路第64军配属兵团榴弹炮团和战车队，并指挥西北军区独立第1、 2师，从9月10日起，由固原、海原、7营等地出发，沿西(安)银(川) 公路开进。行进中，敌第128军在豫旺、下马关曾偷袭独立第1、2师， 这两个师均遭到较大损失。12日，第64军190师解放同心县，击溃敌骑 兵第20团的反扑，歼敌一部；14日，第191师直取中宁县以北重镇鸣沙 洲，守敌贺兰军闻风而逃。中午，第190师解放中宁县城，人民群众出城欢迎。至此，宁马第一道防线被第一野战军突破。

第19兵团三路大军，至16日已从黄河南北两岸进入河套。右路与 中路兵陈黄河右岸与中卫隔河相望，左路从黄河左岸逼近中卫，敌第81 军处于解放大军的夹击之下。为迫使第81军早下起义决心，9月17日， 第188师进占中卫沙坡头附近的黄家庙、迎水桥后，即摆开进攻中卫的 架势；第64军同时命令榴炮团以突然猛烈炮火，袭击黄河左岸的碉堡和 公路上来往的汽车；第188师乘机利用第81军撤退时未来得及拆除的电话线与守敌通话，劝告第81军军长马惇靖认清形势，弃暗投明。

在解放军大军压境，军事、政治双管齐下的形势下，马惇靖下定决 心起义。18日，派其少将师长马培清为代表前往中宁县城，同第64军 联络部长牛连壁商谈，草拟和平起义协定条文。19日，马惇靖乘车到中 宁县城第64军军部，同第64军军长曾思玉在《和平解决协定》上签字。 第81军起义，宁马第二道防线被彻底摧毁。12月19日，中国人民革命 军事委员会将起义的第81军改编为中国人民解放军西北军区独立第2军，军长马惇靖、政治委员甄华。
马鸿宾部第81军起义，对宁夏形势产生了重大影响，进一步孤立、 分化和打击了马鸿逵的势力，加速了宁夏解放的进程。这时，宁夏兵团 司令马敦静将其所属3个军11个师的兵力重新作了部署，除贺兰军(欠保安第1师)和第11军退向银川、灵武、宁朔地区外，以第128军军部和256师位于灵武县，保安第3师位于吴忠堡，第356师及骑兵第20旅 位于金积以南以东地区，保安第1师位于金积以西地区，企图在金积、灵武一带组织防御。
针对敌情变化，第19兵团决定首先消灭第128军于金积、灵武地区。 以第64军配属兵团机械化营和坦克战车队，并指挥第195师、独立第1 师、独立第2师，共5万余人为主攻部队。同时命令第63、65军从中宁 等地北渡黄河攻击贺兰军，配合金、灵地区作战。第64军的部署为：第 191 师首攻牛首山，尔后由西、南向金积进攻，力求迅速分割围歼；第 192师指挥兵团野炮营经滚泉由南和东南向金积进攻，协同第191师攻歼 金积守敌；独立第1师及571团沿豫(旺)灵(武)公路攻击前进，迂回 吴忠堡，协助主力歼灭金积之敌。第190师、195师为第二梯队，随主攻部队后跟进。
牛首山位于黄河东岸，南北走向，与贺兰山隔水相对，成为金积、 灵武地区天然屏障。17日下午7时，第191师573团3营沿崎岖山路向 牛首山进发，以突袭战术，轻装直扑主峰小西天。第8连指战员以迅雷 不及掩耳之势，从小西天主峰两侧向敌人猛攻，敌措手不及，即向东寺 方向逃窜，3营占领了牛首山制高点小西天，傍晚又击溃东寺守敌，控 制了另一制高点。19日，第191师攻占青铜峡口，并跟踪追击逃敌，打 垮了金积以南西滩村顽抗之敌；第192师在前进途中击退敌骑兵第38团的阻击，逼近金积县城外围，将敌第356师围困在城内。

为断金积逃敌退路和攻歼吴忠堡之敌，第190师经鸣沙洲、滚泉 向金积疾进。第190师到达金积后，第191、192师即转向吴忠堡进发。 20日16时，第192师575团扫清清水沟南岸各据点后，逼近金(积)吴 (忠)公路，但跨越清水沟的芳合桥已被敌人破坏，敌在对岸筑有碉堡， 由1个连据守，我第575团3次进攻均未成功。后来，在炮火掩护下， 突击队分路迂回敌后，用炸药包炸毁敌碉堡，方占领桥头堡。该团通过 清水沟后，猛烈穿插、分割，于吴忠堡外围俘敌千余人。21日6时，第191师集中优势兵力、火器，以勇猛动作突破吴忠堡东南门和清水沟防线，与迂回吴忠堡东北之独立第1、2师及第571 团相互配合，大量歼敌于吴 忠堡外围，11时占领吴忠堡。接着，第191师又进攻灵武，于19时突入城内，守敌第256师及溃退至此的5000余人缴械投降。
金积被围困之敌第356师退路被我切断，援兵无望，敌第128军副 军长何晓霆派员出城求和，除何晓霆在混乱中逃跑外，所部全部投降。 金积解放的当晚，第192师接替191师进入灵武城，截获800多名企图 逃跑的敌人，并缴获大批军用物资。企图从灵武、仁存渡向黄河西逃的 第128军残部，因无船过河，冒险囚渡，很多人葬身鱼腹。至此，金积、 灵武战斗结束。从9月19日至21日的金灵之战，歼灭敌主力第128军， 俘7300余人，缴获各种火炮124门，汽车23辆，各种枪支2890多支，以及各种弹药110多万发。
金灵之战的胜利，使宁马防线全面崩溃，首府银川完全暴露于解放 军的攻击之下。加之绥远董其武通电起义，中卫第81军和谈成功，使本 来就惶恐不安的宁马高级将领丧失了再战的决心。马鸿逵及其子宁夏兵 团司令马敦静先后乘飞机逃离银川。在我强大军事压力下，宁马的高级 将领于19日上午在银川仁存渡口集合共商对策。20日15时，宁马贺兰 军军长马全良、第128军军长卢忠良、第11军军长马光宗等领衔发出要 求停战、听候改编的通电。彭德怀于21日复电表示欢迎。双方即派出代 表协商和平解决宁夏的有关事项并达成协议。23日14时，第19兵团司 令员杨得志、政治委员李志民，宁夏方面军政代表卢忠良、马光天、马廷秀，分别在《和平解放宁夏问题之协议》书上签字。
“协议”规定：”所有宁夏部队迅速按照中国人民解放军十九兵团指定 地点集中，听候处理”;”宁夏一切党政机构、市政机关、公营企业、牧 场、公共财产和建筑及所有武器、弹药、仓库、物资、公文、档案等立 即造具清册，听候点交。不得破坏、隐藏、转移、盗卖”;”凡人民解放 军尚未到达之地区，原宁夏当地军政机关部队，应负看管物资、维持治 安之责，不得发生任何破坏损失事件”;”在宁夏部队方面执行以上三项条款时，人民解放军方面保证宁夏参加和谈部队全体官兵生命财产之安全”。但在协议签字前后，宁马贺兰军及第11军相继溃散，我军不能按 双方签字的和平解决协议条款处理宁夏兵团，故而新华社撤销了原拟于9月24日公布该协议全文的决定。
23日，马鸿宾自银川向第19兵团告急：“宁夏部队已形成崩溃现象， 官不能管兵，到处发生抢劫事情，请杨司令员即速派兵进驻银川。”据此， 第64军军长曾思玉当即派第191师572团两个营乘车于24时赶到银川。
24日，该师主力入城，银川秩序得以安定。
9月26日，第19兵团举行隆重的入城仪式，马鸿宾率各族群众700 余人齐集南门外欢迎。同日，中国人民革命军事委员会发布命令：“银川 解放后，为保障人民生命财产，迅速确立革命秩序，以利今后建设，着 令暂时行军事管制，成立银川市军事管制委员会。在军管期间，为银川 市最高权力机关，凡入城部队、党政军民机关，均须受军管委员会的统 一领导和指挥；凡银川市人民均须遵守军管委员会的命令，服从其管制。特任命19兵团司令员杨得志兼任主任，马鸿宾、朱敏、曹又参为副主任。”
宁夏战役从9月2日开始到23日结束，历时21天。由于采取了军 事打击与政治争取相结合，对马鸿宾和马鸿逵部区别对待的方针，使宁 夏问题得到比较顺利的解决。计毙伤敌989人，俘敌1.8万余人，争取 起义1.2万人，投诚2599人，合计3.3万余人。我军伤亡716人。至9 月底，宁夏全境16个县、市、旗全部解放，马氏家族对宁夏数十年的封建统治终于结束。
10月28日，宁夏军区组成，司令员王道邦(兼),政治委员潘自 力(兼),副司令员黄罗斌、曹又参，参谋长牛化东，政治部主任孙润 华。12月23日，宁夏省人民政府成立，潘自力任主席，邢肇棠、李景林、 孙殿才任副主席。从此，宁夏各族人民获得解放，开始了宁夏建设的新时期。