红七十五师到达下马关的当天，就从四周将城墙包围起来敌人在城外民房内稍作抵抗就缩进城内据险顽抗。后来，红七十五师多次发动进攻，都因城墙坚固，敌人居高临下拼死抵抗而未能奏效。经过研究，师领导采取了三个办法：一是派小部队日夜轮番发动小型攻击，骚扰疲惫敌人，使之不得安宁。二是派宣传队发动各政治攻势，对城内喊话劝降、投传单、分化瓦解敌人。三是采取从城外挖地道的办法，接近城墙，然后炸开城墙进去。但是，红军刚开始挖地洞就被敌人发现了，便在城内挖了很多地洞监听城外动静，这样挖地道的办法就未能行通。这时，政治攻势发生了效力，使城内敌人十分恐慌，每天都有零散官兵出城逃跑或投降。红军从俘虏口中得知，城内敌兵约1000人，有20多挺机枪，弹药不足，粮食和水开始紧张。敌人军心涣散，想逃者多，想战者少。其中骑兵营想逃，民团想守。互相矛盾重重，踌躇不安，举棋不定。
红七十五师师长陈景秀、政委常玉清、参谋长刘少武、政治部主任王集成等领导开会，仔细分析了敌我双方的情况，现在我军有2000多人，是敌人兵力的两倍多，每个连队有9挺机枪，远远超过敌人。我军士气高昂，敌人士气低落。红军各方面都强于敌人，夺取下马关是没有多大问题的。一刻都不能拖延了，万一敌人逃跑了，不仅我们的步兵追不上骑兵，而且残敌和缴获数量将大大减少，从而影响了红军的装备供给。于是，师首长下定决心，命令部队抓紧做好强攻的准备，坚决将守敌消灭在城内。
师部作战计划报道军团首长后，很快得到批准。师部马上召集各团领导下达了战斗任务：四团打东门，重点突破。三团打北门，作为第二突破口，五团打西门和南门，相机突破，师直属队为机动分队，师指挥所设在东门外。包围下马关第17天的时候，即6月27日晚9时，各攻击团都进入指定位置。为了麻痹敌人，白天仍然用小股兵力进行袭扰，大部队则休息待命。同时，找了许多木工，赶制了几十个带轮子的木梯，攻城的准备工作完成就绪。晚9时许，攻城战斗正式开始，为给敌人造成红军突破其弱点的错觉，以调动东门、北门的敌人增援，使敌人东门、北门空虚，然后一举突破。红军首先以猛烈的火力攻击南门和西门，同时，东门和北门的也响起了微弱的佯攻枪声。敌人果然将东门和北门的力量调往西门和南门，各增加了3挺机枪。11时，东门、北门的红军发起强攻，所有机枪一起怒吼起来，敌人的火力很快被压下去了。突击分队推着轮梯迅速冲到城下，勇猛冲锋。不到半个小时，红三、四团分别从北门、东门攻进城内，并同后续部队解决了敌人指挥所。这个时候，大街小巷人喊马嘶，溃兵四散，乱作一团。红军主力乘机涌进城内，敌人见大势已去，便纷纷缴械投降。
下马关战役中，共俘获敌人近300人，缴获枪械200多件，战马约150匹。敌人营长孔庆福慌乱中跳城，将腿跌坏，侥幸逃跑。县长董天祥不知下落，具说是被起义的民团打死了。红军共伤亡不到20人。红军攻克下马关，等于拔掉了马鸿逵在陕甘革命根据地边缘的一个“钉子”，解除了西征部队的后顾之忧，完全打开了根据地与宁夏的通道，此后，红十五军团指挥部就设在这里。
韦州战役。红七十五师攻克下马关后，于次日（6月28日）与红七十三师合并包围了下马关以北40里地的韦州城。马鸿逵对韦州的防务非常重视，认为韦州更接近银川，不论在军事上、政治上都居重要位置。盐池县、豫旺县失守，宁夏的东南部也只有韦州是阻止红军的一个重要据点了。当时驻守韦州的是马鸿逵骑兵第一团的第三营即红马营，营长陈廷琳，还有一个保安队100多人，一个壮丁队大约三百人。红军没有到之前，敌人先行拆除了城外的民房撤回城内固守。7月3日，红军趁夜色发起进攻，并一度架上云梯，攻上北城，打死了敌人壮丁队队长苏瑞林，战斗异常激烈。后因敌人火力过猛，红军便退回城下。
红军将韦州城四面包围，城内敌人十分恐慌，频频向马鸿逵发报求援。马鸿逵唯恐韦州失陷，危机金积、灵武和银川，遂派骑兵第一团（欠1个营）、骑兵第二团（欠1个营）、骑兵第三团（欠1个营）、骑兵第四团的第一营、省保安处骑兵第一大队共计1300多人马，另配属迫击炮两门、机枪4挺，由骑兵团团长马光宗统一指挥，前往增援韦州。并限其7月2日到达石沟驿，3日到达惠安堡，4日拂晓前解韦州之围。马光宗奉命率部由金积、吴忠等地出发，于7月2日夜12时到达石沟驿集中，7月3日早晨5点，以骑兵第二团为前卫，向韦州以北之惠安堡急进。3日上午，马部到达惠安堡附近，侦悉惠安堡已被红军占领，遂电话请示马鸿逵，马答复或击退红军，或绕道前进。马光宗知道惠安堡有坚固的碉堡，难以取胜，建议还是绕开惠安堡好，但马鸿逵未作决定，只说待研究后给话。直到下午4时许，马鸿逵才电话通知马光宗绕道前进。6时，马部复又出发，朝韦州方向前进。7月4日晨，马光宗率部到达十里墩后，命骑兵改为下马徒步至韦州。马敌先出动5个营的兵力，3个营攻击东关，1个营攻击北关，1个营攻击东南角，其余兵力在外围接应。当时红军正忙于攻城，对增援之敌的到来尚未发现。当发觉背后有敌援兵时，立即回头迎击。战至下午2时许，红军因背腹受敌，一时难以取胜遂退出韦州，到达红城水一带，与驻扎在那里的红军会合。韦州战斗击毙敌副营长马玉清以下数十人，红军亦伤亡数人，且有少数人被俘虏去了。
红城水战役。红军退出韦州之后，本来马鸿逵令马光宗即行撤回。但当地保安团等守敌和富户乡绅们唯恐援军撤走后，势单力薄，红军又来围攻，便一再挽留。马光宗只好派人报告马鸿逵，马在电话中指示：“一、准派保安处骑兵第一大队大队长何德良率部留驻韦州，共同防守。二、由马光宗把红城水的红军情况侦察明白，准备进攻。”马光宗领命即于7月5日晨，派营长田凤翔率队向红城水搜索前进，其余人马随后跟进。
马部到达红城水后，即向上园发起攻击。因上园仅有少数警戒兵力，遂被敌占领。敌同时也占领了旧红城水（仅有破旧城墙，没有人烟）。当时红军主力驻在下园煤山。下午，红军由煤山出动，以猛烈的火力反击来犯之敌。马部难以招架，遂退出上园，撤到旧红城水顽抗。
7月6日晨，马鸿逵派参谋长马光天乘坐飞机，飞临红城水上空进行侦察，发现形势不利，急忙飞回报告马鸿逵。临飞回前，投下4枚炸弹，使红军受到伤亡。马鸿逵获报后，又派马光天乘飞机飞到红城水上空，给马光宗投送命令，要其即刻率队撤回，以免被红军消灭。马光宗接到命令，立即下令部队撤退。但当时战斗正处胶着状态，无法行动。红军兵力占优势，愈战愈勇。马光宗眼见情况不妙，忙让号兵吹响军号，部队这才撤了下来。当天，马光宗即退回韦州。次日，经惠安堡退回金积县。
关于红城水反击战，1936年7月13日《红色中华》报报道：“我军之一部于日前在红城梁（水）附近击溃马全良全部（约3个团），敌伤亡300余人，我军缴获甚多，残敌一部退过黄河西岸，一部退守惠安堡。”红军从韦州撤走，马鸿逵以为红军软弱可欺，便驱兵进攻，不料遭到迎头痛击，实感悔丧。
