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，西捻軍爲救援東捻軍，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，是爲北路；李耀南、吳士邁率部由隴州、寶雞趨秦州，是爲南路；左宗棠和劉典率軍自乾州經邠州、長武赴涇州，是爲中路。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。清軍採取步步爲營的方針，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，士卒死傷甚衆，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）通過秦渠涵洞的地方，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樑（今陝西靖邊西），兩支隊伍在甘泉會合，東攻韓城、郃陽。與馬化龍有聯繫的河州、狄道回民軍也攻佔渭源直逼鞏昌，使甘肅戰局爲之一變。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軍以致命打擊，對永寧洞水口的幾次進攻也未得手。
回民叛軍的反擊失策，給了清軍調整部署的時間。左宗棠一面調兵截擊入陝回民叛軍，並奏調郭寶昌進攻花馬池、定邊，以打通金積堡東路糧道，一面命劉松山的侄子劉錦棠接統老湘軍，重新組織對金積堡的進攻。
劉錦棠一面加強對永寧洞的防守，一面在黃河兩岸夾河築壘，保護河西通道，並將靈州至吳忠堡之間堡寨逐一攻佔。
爲從南面進攻金積堡，左宗棠命令黃鼎、雷正綰率中路軍奪取峽口，並攻佔金積堡西面漢渠內外20餘座回民叛軍營壘，直逼金積堡西南的洪樂堡。
在清軍的大舉進攻面前，回民叛軍毫不畏懼頑強抵抗。清軍付出了沉重代價，才攻下金積堡周圍各堡寨。
清軍在金積堡四周挖掘長壕兩道，壕深幾米，寬十幾米，壕邊築牆，高達丈餘，兩壕一防堡內起義軍突圍，一防堡外義軍救援。清軍沿壕分段駐守，金運昌部駐北面，劉錦棠部駐東、南兩面，雷正綰部駐西南，黃鼎部駐西面，徐文秀部駐西北面。
在清軍的嚴密包圍下，河州回民叛軍派出的兩支援軍被阻截，金積堡防禦形勢日趨惡化。
不久之後回民叛軍糧盡援絕，陳林率部分叛軍向黃鼎、雷正綰“求撫”。6天之後，馬化龍親赴劉錦棠營中請降，表示願以一人“抵罪”。
馬化龍及其子馬耀邦向清軍交出各種火炮56門、各種槍千餘杆，並寫信向王家疃莊的回民叛軍勸降。不久之後清軍攻入王家疃莊。劉錦棠以馬化龍藏匿槍支爲藉口，將馬化龍父子幹掉，金積堡之戰遂以回民叛軍的失敗而告結束。
金積堡是陝甘回民叛軍的核心堡壘。金積堡之戰的失敗，使整個西北地區的反清形勢受到極大影響，清軍從此掌握了西北地區的主動權。
金積堡之戰失敗的原因一是回民叛軍領袖馬化龍出身於回族上層，他的反清主要是爲了保持和加強其原來的宗教、政治特權和經濟地位，並不是要推翻清朝統治，因而沒有提出鮮明的政治口號，更沒有鬥爭到底的決心，時時想“求撫”，最終還是請降，這是金積堡之戰失敗的根本原因。
還有回民叛軍沒有統一領導，力量分散，形不成強大、集中的打擊力量，各部之間的協同也不好。所以往往是各自爲戰，被清軍抓住機會各個擊破。
當然，叛作戰指揮上也有原因可找，沒有抓住有利戰機適時集中兵力奪回永寧洞水口就是一大失策。
清軍方面則比較成功，左宗棠針對西北地區的地理特點，制定了正確的作戰方針。完成對金積堡的包圍後，又成功地使用深溝高壘阻斷了回民叛軍的內突外援，迫使處在絕境中的叛軍“求撫”。
但是，清軍的勝利也是付出了代價的。在這次作戰中，清軍“死傷山積，屢失大將”，僅劉松山部老湘軍，就損失了十來位營官，官兵死傷千餘人，因傷致殘兩千餘人。
左宗棠承認十多年來“剿發平捻”，所部傷亡之多也沒有超過這次作戰的，可見清軍損失之重。
由於回民叛軍的牽制，左宗棠一時抽不出身理會其它事務，接到吳可的通報信件之後，回了一封措辭強硬的信件，建議吳可與兩廣千萬要注意，不能給法國人任何可趁之機，不然以後的麻煩只會更大。
與此同時，他也給朝廷上了封摺子，立場鮮明的支持兩廣對法國人採取強硬態度，爲了大清西南邊陲的安寧穩定，一定不能給法國人任何插手安南內務的機會，希望朝廷能支持兩廣方面的對外舉措。
接到了左宗棠百忙之中發來的支持信件，吳可十分高興心中有了更大底氣，對於兩廣清軍直接出兵干預安南內部之事的想法更加堅決，絕不容許法國人在身旁攪風攪雨肆無忌憚。
不僅兩廣方面暗暗做着出兵準備，吳可還想爭取更多的外部支援。
他給左宗棠寫去法國插手安南事務的信件同時，也給身在京城的老丈人去了封信，告之老丈人兩廣的決定與打算，請求老丈人動用在朝堂的關係幫忙造勢吹風。
還是雖然聲勢大不如往，卻依舊在朝堂上佔據重要席位的恭親王，將法國人插手安南內務並對有可能威脅大清西南邊陲的事兒在信上詳細介紹了一通，最後請求在他朝議的時候幫忙敲敲邊鼓，兩廣清軍是否出兵的事兒儘快做出決定，別拖拖拉拉把時間和戰機給拖沒了。
他一邊暗地裡做出出並準備，一邊發動關係準備遊說朝廷，正式做出允許兩廣清軍‘便宜行事’的決定，同時還不忘大力支援頂在前線的黃鼎鳳部，當然以支持軍火彈藥以及戰備物資爲主，眼下還不是兩廣清軍出兵之時。
全了在出兵之前造成足夠大的聲勢，他還聯絡了關係尷尬的雲貴宗族勞崇光……