徐向前、陈昌浩下令总供给部以及五军一部放弃临泽，向红三十军、红九军靠拢，动机不只是要防止敌人继续各个击破，他们计划经过一个消耗敌人有生力量的阶段，突破马敌重兵围堵，执行东进任务。
此前，中央军委主席团于1月16日致电西路军领导人，通报了西安局势和绥远抗战胜利等情况，电示西路军准备东进：“目前关键在西安。西安局面如果转向有利发展，将使二马难于积极对付西路军。”“同意西路军在现地休息一个时期，集中全力乘机向东打敌，尔后以一部西进。在这种条件下，并大大向东扩张甘北根据地。”
（一）这一时期，我们采取积极措施巩固西安，团结张、杨两部，将红军主力开到三原一带。十五军团出商县，影响张、杨部队，积极备战；同时主张停止内战、一致抗日，压迫蒋实现在西安允许之条件，反对亲日分子策动之对西安的进兵，已得到相当效果。因红军进入西安地区，张、杨内部甚团结，士气甚旺，中外舆论均主张和平，各方情况现有向着变内战为抗战的倾向，但尚须极大的努力。
（二）目前关键在西安。西安局面如果转向有利发展，将使“二马”难于对付西路军。
（三）绥东李守信等伪军遭受打击，百灵庙被傅作义占领后，日本即欲帮助“二马”，事实上已不可能。
（四）同意西路军在现地休息一个时期，集中全力乘机向东打敌，尔后以一部西进。在这种条件下，应大大向东扩张甘北根据地。
（五）西路军在这一时期艰苦奋斗中，虽然表示了惊人的英勇，但也形成自信心降低。应在全军中向高级干部以至战士进行坚持不懈的宣传鼓动，提高胜利信心，克服丧失信心的有害情绪。
（六）提高政治工作和红军纪律。原来在西路军中在这方面存在着严重缺点，现在又处困难环境中，更易形成与居民关系不良的情况。坚决将全军政治工作提高一步，严肃纪律，争取回汉群众，不乱没收一家，不乱杀一人，同时优待“二马”被俘官兵，是具有决定意义的。
（七）在军事上努力提高一步，特别学习打骑兵和冬季战斗。
（八）远方货物是只能在约定时间送到安西的。最近两个多月没有电报来，也许西安形势的发展，能够给你们有利的配合，我们正在争取对西路军配合帮助；但你们必须从提高信心，努力军事政治的转变，求得自己的力量战胜“二马”，才能保证创立甘北根据地，及在可能时派一部占领安西的胜利。
（九）电台材料应尽量节省使用，减少收发电，严定通报时间，使四十天材料作八十天用。
（引自《中国工农红军西路军？文献卷》上，甘肃人民出版社2004年7月第1版，第537页）
这份电报在作出有关指示的同时，批评西路军“形成了自信心降低”。西路军这支从鄂豫皖、川陕、宁都暴动中走来的红军，在向河西走廊挺进中，缺枪弹、缺刀矛、缺吃缺穿，几乎所有物资都严重缺乏的部队，唯一不缺的就是自信心，坚强的灭敌决心，坚定的必胜信念。
中共中央指示西路军东进，自然与全局有关。一方面，国民党军兵临城下，西安局势又趋紧张。中共中央估计，如内战再起，西安难以固守，友军和红军必须准备广阔而机动的战略退路，方保无虞。第一步，退向陕甘宁边；第二步，退向河西地带。这时调西路军东进，占领永凉一带，正是策应河东部队实行战略退却的重要一环。另一方面，为了避免内战再起，中共与蒋介石的谈判，亦在加紧进行中。关于红军的防地问题，中共要求陕甘主力红军仍驻陕甘（原要求汉中、甘北、宁夏等地均不成），另一部驻陕南，西路军驻凉州以西。而蒋介石的方案是：国民党军进驻渭水流域；陕甘红军及东北军、西北军处渭水以北；西路军处凉州以西。中共中央考虑如与蒋妥协，照此案达成协议，则陕甘红军和友军南临渭水，北靠沙漠，东西两侧皆有黄河阻隔，如内战再起，就有被蒋介石封锁于渭水以北，处于进退失据的境地。中共中央认为，接受上述方案，则必须以陕南留一部红军驻防为条件，以便与陕北红军相呼应。如陕南红军驻地无法解决，那么就调西路军主力东返渡黄河，争取占领甘肃南部的文、武、成、康地区，以便将来可与陕甘苏区成犄角之势，互为策应。如蒋答允我驻陕南一部红军的要求，亦可解决“策应”问题，西路军则不妨仍在河西占一块防地。
西路军军政委员会虽然不了解中共中央调西路军东进的全盘计划，但谁都明白，要么西进，要么东进，蹲在现地被动挨打，绝无出路。1月20日下午，西路军军政委员会决定，执行军委指示，全军集结，立即东进。次日（21日）凌晨，徐、陈电告军委主席团：
（一）以乘绥东进击敌，相机配合凉、古，接通兰州，增加抗日联军之目的，决今晚全军集结出动，走南大路，以十天行程达到古浪、土门地区，尔后向平番或靖远集中。
（二）士气甚旺，沿途相机抗击。
（三）前面情况时告。
（引自《中国工农红军西路军？文献卷》上，甘肃人民出版社2004年7月第1版，第539页）
1月21日，张闻天、毛泽东致电周恩来、博古并告彭德怀、任弼时：“西路军东进，徐、陈电士气尚旺，十天可达古浪。如该军不再挫折，尔后当位于文、武、成、康地区。如此，我主力在陕南、甘南便可破坏南京把联军围困于渭水以北之计划。”
西路军回师东进，为此，总部命令红九军留下两个步兵团和妇女团一起包围佯攻甘州，牵制敌人，掩护主力行动。陈昌浩主持了一个会议，恢复陈海松的指挥权。这次开会，陈海松没说太多的话。他带领三个团坚决执行牵制任务。
陈海松部连夜急行军，次晨未亮到达作战地域，甘州南关守军一个连还在睡觉。陈海松指挥部队勇猛突袭，未发一枪，全歼守军。他到三个团部走了一趟，对团、营、连干部急急地说：“选地形，筑工事，守住两边关卡，掩护总部和全军通过！”
陈海松对机要参谋李良兴说：“李参谋，交给你一个大任务！如果我牺牲了，你晓得全部战斗部署，就代理我指挥到底。如果我负伤了，你就补上一枪，不能叫敌人抓活的哇！”李良兴听后，眼泪在眼眶里旋着打转。
1月21日，西路军全军出动，向东进发。经过连续两个夜晚的行军，前卫红九军在王树声率领下进入沙和堡东约60公里的黑河西岸的龙首堡。凌晨，明月挂在西天，龙首堡内的敌人正魂游梦中。堡内敌人一个团，另有民团一部，从凉州方面赶来，下午刚到。红九军七十三团团长孙汉言率部摸进堡塞。堡塞内枪声响起，喝叫声、打斗声、哀嚎声传出。堡塞内冲出几匹战马，月光下红九军隐蔽在土墩外100余人的骑兵团猛扑上去。这一仗，毙伤俘敌400余人，缴获战马60余匹。
一片漆黑的寥廓，一片封合的岑寂。西路军主力在夜幕的掩护下，用刺刀杀出一条血路。李先念和程世才率领红三十军东抵张掖县西洞堡。
裹着硝烟的寒风把夜幕拽走了。李先念和程世才登上西洞堡村北数丈高的白塔，从望远镜中看到进攻的敌人分为两路，少数占据着沙土包，大部暴露在开阔地上。红军居高临下，击倒很多敌人。经过战火洗礼的军人的大脑明晰而又果断，李、程一锤定音：集中力量歼其一路，兵力可占优势。此刻不反击，敌后续部队赶到，有利时机就会失去。
程世才抓起电话：“我们请示出击……”话筒里不断传来徐总指挥一两个字的回音。最后，徐总指挥坚决果断地说：“我批准你们的作战计划，命令部队出击！”
悲壮的利剑锵啷啷出鞘，直指右翼，敌人想逃跑也不能了。马家兵每人一把大刀、一支短枪或一杆长枪，他们利用良好的装备和健壮的体力拼命挣扎。红军战士体力弱，扭住敌人后，两三个人才能捉住一个。战斗结束，800多个敌人做了异乡怨鬼，800多支马枪、400多支短枪、许多战马和俘虏成了红军的战利品。
红军在西洞堡歼灭的是青海宪兵团。宪兵团刚从西宁派来，士兵1300人都是从西宁市居民中征拔的，各级官长由手枪团派充。手枪团团长马玉龙接到马元海的进攻命令，以宪兵团在前，督促猛攻。枪声一响，未经训练的宪兵团惊慌战栗，乱做一团，逃生者仅100余人，在其后面的手枪团亦望风溃散，不堪收拾。马元海召集连长以上军官，当场申斥马玉龙说：“平时你在西宁风头不小，今天作战，不如儿戏！”马玉龙面红耳赤，莫敢仰视。
红三十军的反击战夺得了胜利，然而并没有造成形势的改观，西路军欲东进而不能，东面敌人加紧重兵据堡堵截。
1月23日，徐、陈电告军委：因敌正防我东进，快行不易，部队需稍休整；东进行前，争取在现地或路上乘机击敌，以利东进。“现在全军发扬士气，团结杀敌，克服任何困难，总结血的教训，虽受部分挫折，但所有指战员均极团结，照军委给予任务斗争到底。”
1月24日，张闻天、毛泽东、朱德、张国焘电告在西安的周恩来、博古：
西路军进入高台、临泽地区，西面是穷十八站，至少暂时不能西进。“二马”因未受严重打击，十分猖獗，数日前袭击指挥部，幸损失不大。领导机关缺乏自信力，不把中心放在战胜敌人、创造根据地上，而放在依赖外力援助上，要求我们把“二马”弄好，并要求四军、三十一军西去援助。军委已屡电指出其弱点，但一方面我们应尽一切可能援助之。“二马”方面西安尚有办法可想否？可否要于学忠对马步芳来一威胁？谓不停止进攻，红军主力即将攻击青海，如停止进攻，则西路军可以甘州为界，甘州以东不相侵犯。如何？盼复。
（引自《中国工农红军西路军？文献卷》上，甘肃人民出版社2004年7月第1版，第550页）
同日，徐、陈致电军委：
（一）敌企图拦头堵我东进，迫我西进，马彪、韩起禄今到甘州，青（马步青）令其开洪水，元海率马禄旅及步兵各一团在西洞堡、龙首堡一带，起初率团约在拒敌堡，马朴旅有东调尾我，息甘州一团，丹（山丹）、永（永昌）无兵，高台有民团。
（二）东进按原定计划，本以急行军先敌抢到永昌为口号，但因抚彝部队撤退，五军部队急须整理，未能脱离敌人反被敌人拦头。现西路军全集中西洞堡，进行整理动员行动。
（三）敌集团骑兵行速，我则笨重至极，即用急行军、夜行军亦难摆脱敌人。敌住下则守堡塞，不易攻击。这带地道路少粮有限制，调动敌亦难。西路军欲完成东进任务，必须克服地形上的诸多困难，延长时间以达到黄河。
（四）西安局面发展如何？胡、毛、关南移，朱绍良为三集团军总司令，是否或马上爆发战争可能，如攻兰州，于学忠态度如何，马鸿逵、马鸿宾态度与兵力位置各方情况，新疆态度如何，请常告。
（五）我方基本上坚决执行东进计划，但因情况变化可能折转西进，或取民勤抢占定远营，或绕道大通再到西宁或平番。
（六）五军过黄河时三千一百人枪……现余人千七百，内非战人员约八百，枪五百，弹每枪二三粒。西路军已集中，随彩病员一千，妇一千，小孩残废三百，如安下即被杀害，安下又赶来，随行笨重。西路军全人数一万四千余，内战斗部队不及五分之二。全部电池只能用一个月。
（引自《中国工农红军西路军？文献卷》上，甘肃人民出版社2004年7月第1版，第552页）
同日24时，军委主席团致电徐、陈：
一、你们行动方针以便利击敌保存实力为目的，行动方向由你们自决。
二、如你们决定东进，我们是赞成的，当派三十二军、二十八军适时到靖远河边策应你们过河。
三、为便利作战计划，彩病、小孩、妇女，望设法就地安置。
（引自《中国工农红军西路军？文献卷》上，甘肃人民出版社2004年7月第1版，第554页）
1月25日，中央军委电示西路军，通报了中共与国民党谈判情况：“蒋已允红军主力驻陕北，一部驻陕南，西路军驻凉州以西，事实上停止‘剿共’，但此种允诺，尚待充分保证。蒋仍有分化张杨，继续剿共战争可能，特别是西路军所处现状，估计‘二马’仍不会停止对你们的追堵。”“我们虽以各方用力设法援助西路军，但唯一的仍须依靠你们，用自力在战胜‘二马’条件下完成你们的东进任务。”“在骑兵追堵下，欲图急行避战达到东进，危险较大，应集结全军，切忌分散，用坚决的战斗来完成东进。”
1月27日，西路军军政委员会致中央军委（万万火急）电：
甲、敌已备于东，马上东进不易，宜在甘州以西周转一时，求各个击敌……万一东北地区受阻，可否即在现地区争取时间。东进外（援）必不可靠，可否再从远方，从新疆方面应援。
乙、实情望今夜速实告，以便可东则东，可西则西，接济无望即不能到安西。
（引自《中国工农红军西路军？文献卷》上，甘肃人民出版社2004年7月第1版，第560页）
第二天，毛泽东电告周恩来、博古：“西路军东进至山丹（应为临泽）之沙和堡，敌集中防堵，又不能东进，在该地回旋一时期，相机消灭敌人。近日打一胜仗，缴枪二百余支。”
西洞堡之战以后，敌人放弃紧跟红军突袭的做法，改为东面据堡防守、集兵堵截。西路军若继续东进，必将面临敌堡难克，与以骑兵为主的敌人进行野外决战的不利局面。徐、陈当即改变部署，计划先调动东面敌人，然后执行东进计划。西路军1月28日折而西返，进驻倪家营子。
全军回师倪家营子，红九军为前卫，总直属队随后跟进，红三十军在后卫掩护，并牵制敌人。前卫和总直属队出发后的第二天拂晓，红三十军首长忽然接到一份电报：
程军长：
李政委：
总直已抵甘浚堡一带，请速率部西进。
总指挥徐向前
政治委员陈昌浩
×月×日
李先念政委、程世才代军长、李天焕主任看到电报后，都感到很奇怪。行动之前，任务、时间以及行进序列都已分配好了，现在既无变动打电报做什么？一般联系吗？似无必要。然而，这是用密码拍来的，也不容轻易置疑。
电报从程代军长手里传到李政委手里，从李政委手里又传到了李主任手里……
“通常总部来电，直呼名姓，从来不加职衔，这次为什么例外了呢？”程世才迟疑地说。
“这里也不对头！我们打电报不都是以代字表明日期吗？这儿却是直写的。”李先念把电报接过去，指着下款说。
“电文的语气，也与以往的不一样！”李天焕两眼注视着电报摇了摇头说。
“必须查明情况！”李政委结论似的说。
他们马上派出一队骑兵前去侦察，结果发现敌人在半途设下埋伏。
半夜，接连有好几个总直属队被打散的人员跑到红三十军驻地。根据来人报告：前卫军和总直属队头天出发到龙首堡宿营，敌人赶来围攻了一天，突围出来又中敌埋伏，队形被打乱了三次，伤亡很大，损失电台一部。
李先念、程世才等肯定电报是敌人的阴谋。因此，当夜按兵不动，第二天出发，第三天到达倪家营子与红九军和总直属队会合。到总部一了解，那份电报果然是假的。