成清軍實力大損，而這時陝甘饑民也揭竿而起。甘肅回民叛軍在這種情況下就更強大起來。
1866年初左宗棠接任陝甘總督，其深知回民軍和捻軍聯合後更加難以對付。因此他向朝廷進陳方略說：“方今所患者，捻匪回逆耳。以地形論，中原為重，關隴為輕；以平賊論，剿捻宜急，剿回宜緩；以用兵次第論，欲靖西陲，必先清腹地，然後客軍無後顧之憂，餉道免中梗之患。”
之後又上折說：“進兵陝西，必先清關外之賊，進兵甘肅，必先清陝西之賊，駐兵蘭州，必先清各路之賊，然後餉道常通，師行無梗，得以一意進剿，可免牽掣之虞。”
第680章造勢
左宗棠所訂方略的核心是“先捻後回”、“先秦後隴”，關鍵則是“不令捻回合勢”。
10月至11月間，西捻軍和回民叛軍取得了連克陝西安塞（今安塞南）、延川、綏德等城的勝利。同年12月中旬，西捻軍為救援東捻軍，由宜川東面的壺口渡過黃河進入山西，回民叛軍在陝西處於孤軍作戰的不利地位。
在清軍節節進逼下，回民叛軍轉取守勢，情況十分被動，以致鄜州、宜君、三水、綏德等地相繼被清軍收復。
1867年11月，左宗棠參加鎮壓西捻軍以後回到西安。陝西大局已定。
左部在陝西行動比較順利，可是在甘肅日子就不那麼好過了。
1867年11月，左宗棠以陝西大局已定，便加緊進行進軍甘肅的各項準備，擬定“三路進兵之策”，分三路向甘肅進軍：
劉松山率部由綏德西進，直指金積堡，是為北路；李耀南、吳士邁率部由隴州、寶雞趨秦州，是為南路；左宗棠和劉典率軍自乾州經邠州、長武赴涇州，是為中路。其中，北路是重點進攻方向。
金積堡位於靈州西南25餘公里，東通花馬池，南通固原，西靠黃河，是馬化龍部回民叛軍的中心。
左宗棠在作好一切準備之後，便大舉向甘肅回民叛軍進攻。
第二年秋天，北路清軍劉松山部進抵靈州，9月8日攻佔吳忠堡東西的郭家橋。中路清軍則由固原、平涼北進，左宗棠進駐平涼，從而形成對金積堡的大包圍態勢。
在南線，清中路軍佔領預望城、黑城子、李旺堡等村堡，守衛該地區的陝西回民叛軍紛紛向西撤離。甘肅回民叛軍馬萬春部無法阻止清軍前進，同心城、韋州堡一帶叛亂回民大部投降清軍。中路清軍於11月中旬進至金積堡西南秦渠一帶，距金積堡僅5公里。
北路劉松山部在中路清軍策應下，奪取靈州城，打通了後路，從而完成了對金積堡地區的包圍。
從12月起，清軍在金積堡外圍與叛軍展開了激烈的爭奪戰。清軍採取步步為營的方針，相繼攻佔了吳忠堡周圍和金積堡北面的堡寨。
回民叛軍依託秦漢二渠，挖壕築牆，步兵憑牆防守，騎兵則主動出擊，忽東忽西，不斷襲擊清軍後方。12月11日，清軍總兵簡敬臨率楚軍突入回民軍陣地，被叛軍包圍，士卒死傷甚眾，簡敬臨等也被擊斃。
但是，回民叛軍的處境非常困難。金積堡東西兩面的險要地永寧洞和峽口均落入清軍之手。峽口在堡的西面，是黃河青銅峽口，也是秦漢二渠的渠口，永寧洞是山水溝（今山水河）透過秦渠涵洞的地方，秦漢二渠在此匯合，北流至黃河地理位置十分關鍵。
不久回民叛軍從河西履水過河，奪回峽口，並打敗前來進攻的清軍。與此同時，回民叛軍在永寧洞方向也發動進攻。
之後一段時間，回民叛軍千餘人從金積堡東南突然進至秦渠南，佔領石家莊和馬五寨幾個村堡，搶修防禦工事。石家莊扼秦渠之要，劉松山得知石家莊被佔，連夜率部來攻。回民叛軍急忙退至馬五寨繼續抗擊，不久後劉松山在進攻馬五寨時中彈而死。
清軍進攻連連受挫，士氣日低，回民叛軍乘機發動反攻。叛軍一部由馬正綱率領由寧州、正寧進入陝西三水，馬朝元也率部由金積堡出寧條梁（今陝西靖邊西），兩支隊伍在甘泉會合，東攻韓城、郃陽。與馬化龍有聯絡的河州、狄道回民軍也攻佔渭源直逼鞏昌，使甘肅戰局為之一變。形勢對叛軍十分有利。
但是，由於回民叛軍缺乏統一的領導和指揮，各自行動，不能有效地協同配合，所以有利形勢逐漸喪失。進入陝西的叛軍在清軍的追堵下，力量受到很大削弱，只得退回甘肅。
在金積堡地區，馬化龍對朝廷抱有幻想，幾次向清軍“求撫”，遭到拒絕後，又分兵四出，沒有集中兵力給來犯清