6月28日清晨，南山数十里长的战线分外安静，只时不时从哪里传出几声枪响。崇山峻岭之间，数万甘军不约而同松了口气，以为在南山坚不可摧的防线前，解放军或许陷入无能为力的窘境。兰州城内，张兆钾、孔繁锦知道这种情况，也忍不住狂喜，更觉背水一战的决定分外英明。
上午7时，古城岭、马家山、沈家岭、狗娃山、营盘岭、豆家山等沿线阵地上，正得意吹嘘自身战绩战力、拼命贬低解放军的甘军长官及士兵，将视线投往东方天际时，突然发现就在靠近朝阳的光晕处，隐隐出现一些小黑点。那些小黑点彼此保持相等距离，沐浴着霞光缓缓移动，就像到处可见的蚂蚁一般。
“这是什么？”有甘军士兵惊奇问道。
还没等到有人回答，就见天际高空之上，那些小黑点正急速变大，而就在这时，数万甘军耳中，同时传来一阵阵怪异的蚊蝇振翅般的嗡嗡声。
南山阵地前的解放军战士也看到了那些黑点，听到了那种嗡嗡声。所有人仰望着天空，任凭脖子眼睛发酸，也不愿让那些黑点脱离视线。战士们浑身血液都在沸腾！每个人都知道，这些黑点是飞行支队的前锋战机！这是解放军的飞行部队！
嗡嗡声突然转为凄厉嘶叫，天空之上，十几个黑点迅速现出战机的狰狞轮廓。
那嘶叫声直插心底，甘军或惊奇或恐惧，更拼命张望。但就在这时，南山阵线几乎所有甘军阵地都遭到了解放军小规模炮击。甘军刚将心提起来，炮声却又停止。但就是这短暂的炮击，却为飞行支队轰炸甘军炮兵阵地指明了方位。
甘军正在议论，突然有人惊叫：“那些铁鸟朝这里飞过来了！”所有甘军抬头观望，果见那些狰狞的铁鸟突然分散开来，各自朝地面不同方位一头扎了下去，同时翅膀上开始喷吐火舌，除了嘶叫声，刺耳的机枪声也传到地面。
甘军士兵大惊失色，惊呼起来。有人下蹲，有人伏地，有人躲进壕堑，有人钻进暗堡，同时铁鸟嘶叫声、机枪声、引擎声越来越大，震耳欲聋，几乎要震破耳膜。但铁鸟显然对这些甘军不感兴趣，机枪也没对准他们，只是从上空呼啸而过。等到这些甘军反应过来，那些铁鸟已经又拉上天空，而山岭之间的某些位置，却正腾起巨大的硝烟火光。
“天！是我们的大炮！都被那些铁鸟炸了！”有知道的甘军面如土色惊呼道。
但就在所有甘军沮丧、绝望之际，解放军发动了更大的规模的火炮轰击。不过炮弹却未在各处阵地坠落，而是一排排一片片飞向几条简易的山间公路，将之逐段逐段覆盖到炮火硝烟之中。甘军埋设的地雷被炸弹连锁引爆，火光冲天，碎石沙土翻覆散射，盖住一处弹坑又炸出一处弹坑。
甘军正纳闷，就见几十辆扛着粗大炮管的古怪战车，轰隆隆开上了公路。那些负责扼守公路的甘军大惊，失去大炮，就用轻重机枪疯狂阻击，但各种子弹雨点般打在战车上，却丝毫也不能让这些古怪战车有片刻停滞。
就在甘军守军目瞪口呆的注视中，这些战车终于摇摇晃晃越过两公里长的颠簸坑洼地带，行进到后方的平整道路上，而这时引擎声突然大作，战车提速狂飙，掀起一路烟尘，朝兰州西关方向突击过去。
这些古怪战车，当然便是解放军的坦克部队。这一刻，坦克部队终于摆脱地形的限制，将攻击及突击能力完全发挥出来，一往直前，势不可挡。
这些坦克用来攻城或许不对路，但用来封锁道路却再合适不过。南山阵线与兰州的地面联系就此被截断，而各处城门外，也总有几辆坦克在远远游弋，监视着甘军的动向。
最后的决战时刻终于来临！
6月28日上午9时，解放军对甘军南山阵地发起总攻。在几十里崇山峻岭的战线上，同一时刻，各型火炮集群怒吼轰鸣，大地抖颤，火光冲天，杀声喊声震撼着山城和黄河两岸。面对前所未有的攻势，数万甘军止不住战栗胆寒。
在南山战线上三个主要阵地之一的沈家岭阵地前，担任主攻任务的解放军警备师黄日新团，首先对沈家岭实施了长达半小时的密集炮火轰击，在把甘军炸得晕头转向之后，战士们跃出战壕，在一面肃穆军旗的引导下，向甘军阵地发起了冲锋。
激昂的冲锋号音，在漫天的硝烟中响彻山巅，震荡长空。战士们勇猛地攀上断崖，越过堑壕，仅十几分钟就突破第一道防线，将战旗插上了甘军阵地。
随后，黄日新组织几个突击连队，向敌军纵深发起一次又一次冲锋，在阵地上反复争夺。敌我双方纠缠在一起，直杀得天昏地暗，石裂土飞。甘军在督战队的马刀和短枪驱赶下，三次分几路以扇面式密集队形，一窝蜂接二连三地冲上来。
刘福生部是张兆钾的嫡系部队，以烟土及银元喂养许多亡命徒，即便前面的尸体堆成了山，后面的也要踩着同伙的尸骨继续往上冲，像绿头苍蝇一样，消灭一批又来一批，撵走一群又来一群。突击连队的战士端起冲锋枪一路猛扫猛杀，逐渐逼近了甘军的第二道堑壕。
第二道堑壕像一条长蛇，婉蜒地横卧在沈家岭中部的人工绝壁之上。突击连队越过外壕，很快突入到敌人的第二道堑壕中。冲锋枪火舌伸缩，手榴弹排排坠落，战士们无惧伤亡，钻进碉堡与敌军短兵相接，肃清守敌后，又立刻回到堑壕，将反扑的甘军消灭在了阵地前。
黄日新团突破第二道堑壕后，又继续向沈家岭甘军主阵地推进。甘军困兽犹斗，以整营整团的兵力进行反扑，只见满山遍野的敌人端着枪，挥舞着刺刀，吼叫着向突击连队潮水般冲来。战士们以火箭筒杀伤敌群，以狙击步枪狙击敌军官，以步枪、轻机枪对攻，以冲锋枪突击近战，反扑的甘军人数越多，死亡越多，漫山遍野都是血淋淋的尸骨。
在左侧助攻的部队也是无所畏惧，勇猛冲杀。枪炮声、手榴弹爆炸声、刀枪撞击声和战士们的喊杀声混合在一起，让对阵的甘军心惊肉跳，胆气急落。
但敌军仍不甘心灭亡。刘福生从狗娃山调来大批增援部队，驰援沈家岭。为了让甘军士兵为其卖命，在张兆钾的指示下，刘福生搬来成箱成箱的烟土和银元，作为命价大肆派放，征召了大批敢死队。
这世道人轻命贱，被烟土和银元晃花了眼的甘军士兵，在敢死队的带领下，漫山遍岭洪水猛兽一样，裸着上身，提着步枪，腰间系满手榴弹，嗷嗷叫着往上冲。督战队跟在后面，端着机关枪，吼叫着督战助威：“弟兄们，上！冲上去的领赏！退下来的挨枪！”
硝烟滚滚，火光闪闪，弹片横飞，子弹呼啸，战斗异常激烈。
但解放军的作战意志，绝对不比在烟土和银元刺激下病态亢奋的甘军差，战士们前赴后继，各种武器齐出，以铁火压制疯狂，用弹药消灭愚顽，终将死亡的恐惧深深刻入了敌军内心。经过激战，沈家岭甘军核心工事终于被攻克。黄日新团将黑底红龙的军旗插上了沈家岭顶峰，迎风飘扬。
从上午9时发起冲锋到攻占沈家岭，惨烈的战斗历时四个小时，黄日新团毙伤敌人五千四百多，自身也伤亡了三百多，其中有一位连长、两位排长在战斗中英勇牺牲。
在营盘岭，解放军第四师的炮群从东西南三面向甘军阵地猛轰。一时间，整个营盘岭山崩地裂，火光冲天，浓烟滚滚。上百门野战炮和迫击炮射出数不清的炮弹，将敌军炸得晕头转向，只能钻进暗堡中躲避。
被解放军战机摧毁炮兵阵地后，甘军只剩下些小钢炮还藏在壕堑和工事中，但就是这些小钢炮，也根本没起到任何作用，就被解放军的猛烈炮火彻底炸成了一堆零件。在强大炮火的掩护下，第四师的战士发起猛烈冲锋，很快就把军旗插到了第一道工事的前沿。
一场血战开始了。枪声、炮声同手榴弹爆炸声响成一片。担负爆破峭壁任务的战士偷袭爆破未成，就强行爆破。李章调来三挺重机枪，以三十名狙击手和二十管火箭筒配合，全面压制峭壁上的甘军火力，负责爆破的战士趁机将二十多个炸药包安置在了崖壁上。导火线被拉响后，只听“轰轰轰”连续几声巨响，崖壁被炸出好几处斜坡。战士们沿着缺口向山头冲去，迅速冲入甘军阵地，占领了敌人的第一道防线。
营盘岭守敌都是陇东军及陇南军的精锐，退到第二道防线后仍组织反扑，妄图夺回失去的阵地。第四师的战士们连续打退敌军的五六次反扑，阵地前铺满了甘军的尸体。经过短暂准备之后，战士们再一次迅猛地发起攻击，很快占领了敌军第二道防线。
上午11时，解放军第四师对营盘岭主阵地发起总攻。
李章先以集中迫击炮、野战炮进行覆盖式轰击，炮弹铺天盖地向营盘岭呼啸着扑去，几分钟之内，敌军阵地就硝烟滚滚，燃起一片火海。半个小时后，炮火稍歇，第四师的战士们潮水般涌向敌军阵地，不一会，三面军旗就在阵地上竖起来。残余甘军失去抵抗意志，心惊胆战扔掉武器枪械，双手高举，跪地投降。
营盘岭终于全部被解放军占领，甘军全线溃败。第四师乘胜追击，沿着公路追击残敌，又有坦克部队配合沿途拦截，甘军溃兵无路可逃，如无头苍蝇到处乱撞，纷纷弃械投降。第四师沿途收拢俘虏，与坦克部队互相援应，很快便直抵兰州城下。
与此同时，为攻下兰州东南屏障、也是兰州东大门的豆家山，沿西兰公路直插兰州城，使甘军腹背受敌，配合攻占沈家岭、营盘岭等主阵地，28日上午9时，解放军安柄朝部第五师集中炮兵向豆家山甘军阵地进行了猛烈轰击。
各型火炮怒吼轰鸣，宛如阵阵雷霆，将炮弹倾泻在甘军前沿阵地。天崩地裂的爆炸声震耳欲聋，硝烟弥漫遮蔽了天空。仅仅半小时的炮火袭击，就把甘军前沿阵地炸得七零八落，工事大部被摧毁，陡壁炸塌了，主阵地前的两条通路就此打开。担任主攻的第五师第一团像一把锋利尖刀，向甘军防线。战士们人人奋勇争先，个个飞身猛进，军旗引着炮弹走，战士跟着军旗上，一个个暗堡被炸毁，一个个火力点被消灭，主攻团迅猛推进，无可阻挡。
左翼的战斗也在激烈进行，第五师二团的战士们端着冲锋枪、轻机枪向敌军东扫西射。在失去炮兵阵地后，甘军再也无力抵挡，溃退如潮，短短十几分钟，豆家山前沿阵地，就被第五师的战士们踩在了脚下。受此激励，战士们更是士气如虹，继续勇往直前猛攻猛打，半小时后，就将黑底红龙的军旗插在甘军豆家山的主阵地上。
甘军豆家山主阵地被突破，其防御部署被打乱。被解放军坦克部队困在兰州城内的张兆钾、孔繁锦，顿时慌了神，下令甘军不惜一切代价，夺回失去的阵地，死保豆家山。
甘军军心已散，虽在长官威逼下，组织了一次集团式反冲击和三次小规模反扑，但在解放军凶猛火力的威胁下，几乎都是稍沾即走，口号喊得震天响，面孔扭曲得很狰狞，但只要第五师的冲锋枪、机关枪一响，这些反扑的甘军就潮水般又退了回去。
第五师乘胜追击，在中午12时全部占领豆家山阵地，为解放军步兵主力沿兰西公路直插兰州扫清了障碍。
同一时刻，左纯庵的第一师继10时攻占军古城岭阵地之后，大举突击甘军纵深，在12时又夺占了敌军马家山阵地。