兰州南面的东岗坡、皋兰山、沈家岭和狗娃山一线阵地上，张兆钾的嫡系部队进驻这一带阵地后，比黄河北岸的甘军更加紧张。这里是解放军进攻的第一线阵地，因此张兆钾更加注重城南山地防御工事的进一步加固。他一面令守山头阵地的部队加固工事，一面派后勤部队首先保证南山一线阵地的军火物资供应。
张兆钾、孔繁锦知道已是生死关头，根本没什么顾忌，不但强行征用了兰州城内的汽车、马车，还征用了大量的劳力。虽然无论官绅百姓都怨声载道，但还是抵不过枪杆子有力，车辆及劳力顺利编入了后勤部队。沿南面的山坡，汽车载，马车拉，人扛马驮，满山坡的大路小道挤满了负重的人马和车辆，粮草弹药源源不断地运送到南山工事里。
进入南山阵地的甘军士兵，尽管知道山上工事很坚固，但心里仍然不踏实。眼见得解放军一路西进，兵锋所指，攻城拔寨无有不克，现在直逼兰州城下，已经知道这支突然冒起的军队实难对付。因此，他们仍不停加固工事，除了原有的工事外，还漫山遍野新挖新修了各式各样的堑壕和掩体。东起东岗坡，西至狗娃山，几十里长的山岭上，被数万甘军挖得沟沟坎坎，千疮百孔。
甘军士兵虽然表面上凶猛强悍，摆出一副坚守阵地、与解放军拼死一战的架式，其实内心十分恐慌，人人都担心阵地失守，落得个葬身土丘的下场。如果不是张兆钾、孔繁锦控制严密，逃兵早就会出现了。
解放军抵达兰州西南地带后，也在进行着攻击前的最后准备。第一师、第三师及警备师在榆中有过短暂休整，但余大成、李章、安柄朝率领第二师、第四师、第五师，昼夜兼程，一路攻克渭源、狄道，只有在与榆中方面解放军汇合后，才休息了短短几个小时，可以说，战士们仍然十分疲累。
不过，从吴安平到普通战士，所有人都明白，兰州之战意义重大，绝对松懈不得。而且，此次战役，甘军与解放军即便不是势均力敌，攻防之间双方战斗的激烈程度，与战事的艰苦程度，也远非此前任何一场战斗或战事可比。
不管有意无意，既然战场设在兰州，张兆钾、孔繁锦都将自己逼入了死角，其背水一战的决心不必问，可想而知将有多大。对解放军来说，兰州战役或许只是一场异常辛苦的攻坚战，而对张兆钾、孔繁锦来说，却是一场非生即死的阻击战。
甘军北依黄河天险，南据东岗坡、皋兰山、沈家岭、狗娃山一线的高山峻岭，又有坚固的工事居高临下，再加其弹药充足，以逸待劳，解放军要从山下攻上去，拿下这一线数十里长的山地工事，扫清兰州南面外围的障碍，为攻入兰州抵定甘肃打通道路，并不是一件容易的事情。
说真的，对于攻下南山阵地，吴安平等人有十分把握，但究竟要为此付出多大伤亡，却谁也预料不到。从董志塬誓师起兵到现在，还不到一个月，但解放军的几个头头已经不自觉养成一种习惯，对自己士兵的生死格外看重，敌人死多少那就全看其运气。战士们虽然依旧勇猛顽强，吴安平他们却越来越学会了计较。
吴安平观察了甘军的南山阵地后，脸上神情立刻严肃起来。他将望远镜递给左纯庵，略有些忧虑地说：“这里地势太险要，火力发挥受到限制，我们要攻破甘军的南山防御阵线，不会像想象那么容易。”
左纯庵仔细观察了各处山梁峰岭，也跟着说道：“不得不说，张兆钾、孔繁锦选在兰州决战还是很有道理的。如果他们不是将军队一步拉回兰州，在会宁、定西、榆中、陇西、通渭、狄道这些地方，我们就能消灭大部甘军，再打兰州就简单多了。现在就有些麻烦，从东岗坡到狗娃山，甘军倚仗山险人多，将工事修得密密麻麻，使我们进攻面临很大阻力。”
余铁鹏道：“这要看我们决心有多大，如果不计较伤亡，阵地再险要，也不能稍挡我们的攻势。”
这句话说到了点子上，不但吴安平、左纯庵点头认同，余大成、李章、安柄朝也表达了相同看法。由这一点可见，解放军这些头头，通过一连串胜利，已经对自己部队的战力有了绝对的信心。
李章突然笑道：“这样狭窄的进攻面，坦克或许会受到甘军炮火威胁，尤其是中等口径山野炮的威胁，但我们还有十几架战机没用上，这时候再不让飞行支队发挥，谭根估计就要把炸弹直接扔我们头上了。”
所有人都笑了。确实，谭根自把飞行支队移驻平凉之后，几乎每天都有要求出动战机轰炸敌军的电报，发到吴安平的司令部，但无奈各部单凭地面部队就能干净利落取得胜利，实在没有出动战机轰炸的必要。在这种情况下，谭根尽管心急，也只能无奈让飞行支队专注于高空侦察，说不出什么来。
安柄朝点头道：“前锋战机虽然载弹量小，但突然加入作战，也能发挥很大用处。甘军把火炮阵地隐蔽在山上，由于角度问题，我们很难用远程炮火将之摧毁，但甘军没有防空火力，飞行支队可以肆无忌惮搜查轰炸，为我们扫清障碍。”
余大成又补充道：“张兆钾、孔繁锦见势不妙，很可能逃往青海或河西，如果让飞行支队尾随轰炸，说不定会有意外收获。”
虽然余大成没说的很明白，但大家都听出了他的意思。甘军士兵无所谓，但张兆钾、孔繁锦却最好不要让他们逃脱，以免日后再生出什么风波。
观察过甘军的南山防线，吴安平等人从山梁下来，将进攻任务分配到了各师。其中第一师负责进攻古城岭及周边阵地，警备师及第三师负责进攻沈家岭、狗娃山阵地，第四师负责进攻皋兰山沿线阵地，第五师负责进攻兰州东南屏障豆家山阵地，而第二师少了一个团，所以部署在城西七里河一带，以封堵敌军退路。
6月27日下午，解放军发起试探性攻击，外围阵地的炮声震撼着沉寂的山峦，古城岭上硝烟弥漫。甘军在这里部署了一万人，指挥官是宋有才。这一万人中除了张兆钾的直属部队，还有宋有才从狄道驻地带出的两千多士兵，而相对来说，宋有才的两千嫡系更为精锐。
第一师金大虎团在马架山南麓卜家路口一线，率先向甘军主阵地古城岭发起攻击。在解放军远程炮火压制下，战士们迅速通过火力封锁区，冲到敌人的阵地前沿。这时，先头部队在迅猛推进中，爆炸却从脚下炸响。有两个战士猝不及防，当场牺牲，还有十多个战士负了轻伤。
金大虎没想到甘军竟在这里埋设了地雷，连忙下令让战士们先退回安全地带，然后抽调出二十多门迫击炮清理雷区。迫击炮用炮弹反复将雷区犁了两遍，炮弹炸响引起周围地雷的连锁爆炸，两轮过后，所有地雷基本上都被引爆了。战士们这才继续推进，很快便冲至甘军阵地的第一道外壕。
趁解放军先头部队立足未稳，近百个敌人突然从侧翼蜂拥而出。他们有的端着机关枪，有的挥舞着鬼头刀，嚎叫着向战士们冲来。战士们手持冲锋枪、轻机关枪疯狂扫射，间或又甩出一排排的手榴弹，敌人死伤几十个后，狼狈溃逃，攻势被压了下去。
但稍停，这些可能属于敢死队编制的亡命徒又狂叫狂喊着，继续冲了上来。战士们毫不留情对敌扫射，顷刻间便打死大半敌军，残敌却仍死战不退，战士们子弹打完，来不及更换弹夹，就勇猛地端着刺刀迎上去，与敌人展开了激烈的白刃格斗，很快肃清了残敌。
但刚把这次反扑打下去，另一群甘军又从两翼包抄过来，而且这次敌人也集中了火力，战士们虽然战局优势，但一时间也无法突破敌军前沿阵地。金大虎见状，下令抽调狙击手上前，有了几十位狙击手的协助，先头部队很快消灭了大部分敌军，冲进了第一道外壕中。
但这时意外再次发生，甘军居然在战壕中埋设了不少木尖桩，有些战士冲得很猛，没有注意脚下，跳进外壕时不慎被木尖桩扎伤。而这时，敌军又开始以一个排至一个多连的兵力连续反扑。
敌军居高临下，工事隐蔽，火力也堪称密集，而解放军一方，进攻正面狭窄，地形暴露，不便运动，也不便发挥火力优势，种种因素，致使金大虎团无法快速推进。不过这样也不是没有好处，战士们的伤亡很小，大多是被甘军布置的种种陷阱意外弄伤。
战士们前仆后继，反复拼杀，狙击步枪和火箭筒连续发威，终于牢牢占据了敌军第一道外壕。而后又一鼓作气，连续突破敌人第二道、第三道外壕，在接近第四道外壕时，终因敌人反扑猛烈，为避免伤亡，先头部队退回到第三道外壕中。
激烈的战斗持续到夜晚，金大虎团像钉子一样，牢牢钉在了甘军的第三道外壕阵地。