26日拂曉，西路軍又回到倪家營子。前次突圍時留下的一批不能行動的傷員遭到當地民團副團長李成基的殘殺。紅軍傷員有的被剝光了衣服活活凍死在莊前老塘坑裏，有的被石頭砸碎了腳踝骨和腦袋，有的死在門前和莊稼地裏。紅軍回到倪家營子，李成基被抓獲槍決。當日，中革軍委來電稱：“（發西路軍）徐、陳及軍政委：甲、固守五十天。乙、我們正用各種有效方法援助你們。 主席團 二十六日亥。”
紅軍在西洞堡殲敵憲兵團的勝利，並沒有因此改變西路軍的被動局麵。馬家軍很快又集中了主力圍攻倪家營子。這裏經數萬人30餘日大戰後，已是房倒屋傾，群眾四處逃散。紅軍糧少彈缺，兵力銳減。馬家軍則逐步縮小包圍圈，采取多路進攻，梯隊重迭，步步推進的戰術，壓迫紅軍於絕境。陳昌浩也知大勢已去，不斷向黨中央告急，請求速派援兵。毛澤東得知西路軍的慘況後心急如焚，急電正與國民黨談判的周恩來，要他找蔣介石下令讓馬步芳停止進攻西路軍。同時電令前方的彭德懷、劉伯承等將領，立即抽調部隊組成援西軍，以劉伯承為司令員，克日西渡黃河以解西路軍之危。 27日，中革軍委組建援西軍，準備增援西路軍。
27日拂曉，馬家軍以3個旅進攻紅88師陣地，戰鬥十分殘酷。從師長、政委到炊事員、飼養員都投入了戰鬥。馬家軍1個旅衝進了下營子紅30軍軍部。程世才軍長手提“快慢機”，帶領戰士們與敵血戰，數次遇險。接著，程世才組織了3個團（其時1個團已不足1個營的兵力）反攻，數次衝殺才打退馬家軍。28日，馬家軍集中了全部兵力將紅軍包圍數層，直衝進紅軍縱深陣地，並切斷了紅軍縱深與前沿陣地的聯係，同紅軍後方部隊激戰。紅30軍迅速組織力量反擊，才將敵人打退。總指揮徐向前令程世才率紅30軍和紅9軍一個團出擊。霎時，紅軍指戰員衝進敵群，與敵人肉搏，陣地上到處是血，到處是火，到處是敵我拚命廝殺······這一天，紅軍與馬家軍肉搏5次，奪得兩杆黃旗，砍死馬家軍800餘人，奪回了主要陣地。紅軍與敵激戰9晝夜後，傷亡慘重，彈盡糧絕，已到非突圍不可的地步。
3月5日，中革軍委令援西軍從淳化、三原出動，向鎮原方向開進。同日，西路軍被迫全麵突圍東進。馬步芳則嚴令馬家軍，務必將紅軍趕盡殺絕！3月8日，西路軍進至臨澤以南的三條流溝地區，馬家軍尾隨而至，將紅軍分割包圍於低窪的三道流溝裏。紅軍每天都要承受馬家軍的數次猛攻。