額璘沁羅卜藏見崔璋不願投降，知道只得硬攻了。
次日一早，1萬多蒙古兵在合黎山腳下沿著幾個城段開始了猛攻。
崔璋的鎮夷所全部人馬只有800人，近40裡的長城段，每里長城平均只有20人把守，哪能扛得住？很快，蒙古人在弓箭手的掩護下，扒開了幾段長城，然後衝進了城牆，拿下了鎮夷堡。崔璋在戰鬥中，身中4箭，倒在了關城上。
鎮夷堡一失，河西堡、深溝堡、鎮虜堡、臨河堡、胭脂堡先後落入蒙古兵之手。沒戰死的大順軍紛紛向高臺方向逃跑。
高臺所也曾是明軍的守禦衛所，除高臺堡外，還下轄四壩堡、五壩堡、六壩堡、七壩堡、八壩堡、鎮西堡、渠口堡、順德堡、暖泉堡等寨堡。賀錦攻陷甘州城後，高臺所把總魯楠率部投降了大順軍。
魯楠的先祖叫阿失都鞏卜失加，是個蒙古人，在洪武年間率族人歸附大明，太祖朱元璋賜姓“魯”，還授予其百戶。阿失都鞏卜失加的後代全部漢化，也大多在軍中任職，後代中最高軍職曾任延綏總兵。魯楠也是從世襲的百戶做起，升到了高臺所把總（因甘肅鎮為邊鎮，把總即千總）。他的手下也只有800人左右，聽說鎮夷所失守後，知道自己不是蒙古兵的對手，忙下令各部向甘州方向撤退。到了靖安堡時，遇到了由謝禎榮率領的3000大順軍甘州援兵。
謝禎榮原是明軍將領，李自成攻下西安後，他投降了大順軍，成了賀錦的部下。崇禎十六年（16si3）底，他隨賀錦西進。在攻下甘州城後，被任命為甘州防禦使副使。他得知鎮夷堡、高臺堡失守後，心想絕不能讓蒙古兵靠近甘州城，於是將魯南攔下後，就地展開防禦。
可謝楨榮的近4000人馬，在1萬多蒙古騎兵的衝擊下，沒能堅持上一個時辰，就死傷了1半人馬，魯楠也戰死了。謝楨榮這下知道自己攔不住蒙古兵了，不得不率殘部退回甘州城。
前二天，大順軍甘州防禦使左瓤得知蒙古兵來襲後，就派人去涼州報信，同時令謝楨榮去增援鎮夷堡。現在他得知離城不久的謝禎榮回來了，忙問：“你怎麼回來了？”
謝禎榮告訴左瓤：“鎮夷堡、高臺堡已被蒙古兵佔領了，我在靖安堡一帶與蒙古兵打了一仗，損失了一半人馬，只得退回來了。”
左瓤的父親是原明軍薊遼總督洪承疇標下的分練總兵左光先。崇禎十三年（16si0年），左光先得罪了洪承疇，被遣回原籍榆林。崇禎十六年（16si3年）底，大順軍進攻榆林時，左光先率族人投降了李自成。李自成東進後，左光先隨李自成去了北京，而左瓤隨賀錦、辛思忠西進，進攻涼州、甘州。在攻下甘州後，左瓤被任命為甘州防禦使。
左瓤聽了謝禎榮的話後，心想蒙古人都是騎兵，謝禎榮、魯楠的4千人馬在野外遇到他們，當然討不到便宜。現在要抵禦蒙古人，只能依靠甘州城的堅固城牆了。可自己手下原本有5000人，經靖安堡一戰，現在手下不足4000人了，還得向肅州求援。
謝楨榮見左瓤要派人去肅州，就說道：“蒙古人既然沿著黑河而下，會放過肅州嗎？恐怕嘉峪關已落入蒙古人之手，肅州守軍還巴望著我們去增援他們呢。”
左瓤覺得謝楨榮說的有理，趕緊又派人去了涼州，希望涼州、蘭州方面能儘快派援兵來。
額璘沁羅卜藏佔領高臺堡後，馬不停蹄，直撲甘州城。
甘州地處河西走廊中部，是絲綢之路南北兩線和居延古道的交匯點，歷來是河西走廊的軍事重鎮。在秦漢時期的月氏、匈奴，都在張掖建過城堡，西漢武帝時期佔領河西走廊後，設張掖郡。西魏時期，因城內甘泉遍地，就將張掖改名為“甘州”，此後張掖城也叫甘州城。回鶻人擊敗歸義軍後，在甘州設牙帳，建立汗國。北宋時期，甘州被西夏統治，蒙古人滅了西夏後，對甘州城進行了擴建和加固。進入明代後，洪武五年（1375年）設甘肅鎮，駐地就在甘州城。洪武三十六年（1393年），將陝西行都指揮使司（簡稱陝西行都司）從莊浪移駐甘州，甘州成了大明經略甘肅的大本營。
洪武二十五年（1392年），都督宋晟對張掖舊城進行了改造，並在東邊擴建新城。使得城周達到了十二里三百五十七步，城高三丈三尺，城厚三丈七尺。設4大城門、6小城門，東門為“揚煦”，二門為“寅賓”；西門為“懷新”，二門為“廣德“，三門為“宣威”；南門為“延恩”，二門為“時薰”，三門為“行燻”；北門為“鎮遠”，二門為“永康”。每個城門都有甕城、城樓，城牆轉角處都設有角樓，城外有寬三丈七尺的護城河。嘉靖三十八年（1559年），巡撫陳裴巡察河西防務時，發現城牆全是用沙土夯築的土城牆，城門皆為木門，於是在城四周督造了24座敵臺，堅固了防衛。萬曆二年（1574年），巡撫廖逢節花了2年時間，將城牆用磚石包砌。
額璘沁羅卜藏到了甘州城後，發現城門緊閉，城牆上的大順軍嚴陣以待，考慮到城內的大順軍有槍有炮，也不敢太靠近城牆，就下令將甘州城為了起來。為防備涼州方面的大順援軍，他又令特斯部臺吉代希率3000人馬南下，佔領山丹堡，然後阻擊從涼州方面過來的大順援軍。
山丹堡距甘州城約60公里，曾是大明山丹衛的駐地，焉支山就在山丹境內。因黑河在這裡沖積出了大片平原，水草豐美，匈奴人曾在焉支山下放牧。漢朝佔領這裡後，成了官馬牧場，將焉支山稱為“山丹山”，後來因山中盛產中藥“大黃”，焉支山又被稱為“大黃山”。後來，隨著漢人不斷遷徙到這裡，焉支山下有了大片耕地，成了河西走廊的重要農業區。進入明代後，在這裡設山丹衛，駐地在山丹堡，下轄大橋寨堡、永興堡、新開壩堡、楊家壩堡、花寨堡、老幼寨堡、祁家寨堡、盧真寨堡等十一個寨堡，常年駐紮著5600人馬。可到了崇禎年末，山丹衛的實際兵力只有3千左右。賀錦率大順軍進攻甘州城時，山丹衛幾乎全軍覆沒。大順軍佔領甘州、肅州後，在山丹留下了2千人馬。
山丹的大順軍接到左瓤的增援命令後，忙趕往甘州，在大橋寨堡附近遇到了代希率領的蒙古兵。一陣廝殺後，大順軍敗下陣來，餘部1200多人逃往了永昌。
代希打敗山丹的大順軍後，並沒有去追擊，而是在山丹堡一帶駐紮，防備東部的大順軍再次增援甘州城。
額璘沁羅卜藏將甘州城圍起來後，又開始砍樹伐木，製作登城雲梯、拋石機。儘管在鎮夷堡、高臺堡繳獲了不少箭頭，但一旦攻城，這些箭頭遠遠不夠。他打聽到山丹境內有鐵礦，就派人去佔領鐵礦。
此時，山丹開採的鐵礦在山丹堡北10裡，明軍曾利用這裡的鐵礦，冶煉後製作兵器、農具。大順軍佔領山丹後，也利用這裡的鐵礦石，製作兵器。額璘沁羅卜藏佔領這個鐵礦後，開始製作箭頭、盾牌、長矛、彎刀、狼牙棍（也稱狼牙棒）。在後世的1960年，對山丹縣北山鐵礦進行普查，鐵礦石保有儲量還有24萬噸。
蒙古人使用的冷兵器中，狼牙棍是一種極為厲害的兵器。作戰時，身披重甲的蒙古人，手持狼牙棍，一棍子錘下來，人馬俱碎，堪比唐代強悍的兵器——陌刀。你用刀砍，可能砍斷一條胳膊，劃傷一道刀疤；你用劍刺，如沒有刺中要害的話，也基本死不了。可是，狼牙棒是擴散性深度傷害，如擊中天靈蓋，當場把天靈蓋擊碎了；如擊中臉頰，顱骨當場被擊碎，也活不了。即使沒擊中頭部，擊中胸部、腰部的話，把骨頭都砸碎，這個人不死也殘廢了。北宋時期，宋軍為了對付蒙古人、金國人的狼牙棍，不得不發展重型扎甲、火器來應付。蒙古人西征時，靠著狼牙棍，僅用5天時間就攻陷了梁贊城，讓歐洲人第一次見識到了狼牙棍的厲害。
額璘沁羅卜藏知道短時間內是拿不下甘州城的，於是四處蒐集糧食。儘管左瓤事先實行了堅壁清野，但由於時間倉促，甘州城外很多百姓沒來得及撤到城內，這些百姓家還是有很多糧食的。冬天閒置的地裡又長滿了草，因此蒙古人不僅不缺糧食，連馬匹也有足夠的草吃。他對負責收集糧草的通拉嘎諾顏關照道，對士兵要嚴加管束，不得燒殺搶掠。
通拉嘎諾顏明白，和託輝特部在唐努烏梁海還有大批牧民，如自己在這裡縱兵搶掠，被佔領唐努烏梁海的漢人知道後，那些牧民會得到相應的報應，於是拍胸保證道，決不允許士兵對平民施暴。
20多天後，額璘沁羅卜藏造好了10臺拋石機。他也不急著攻城，而是採用騷擾戰。白天騎兵沿著護城河，向城牆發射弓箭，利用拋石機向城內拋石；晚上，利用拋石機將燒紅的鐵球粘上油脂後扔進城內。城內不僅有很多木結構建築，為了持久戰，城內還堆放著很多柴薪，這些建築、柴薪被鐵球砸中後，就燃起熊熊大火。甘州城內的軍民白天要守城，晚上要滅火，折騰了十幾天後，城內的軍民人困馬乏。左瓤組織了幾次軍民出城作戰，都被蒙古人打回了城內。
額璘沁羅卜藏又造好了十幾臺拋石機，還造好了幾臺撞門機。他覺得時間差不多了，開始攻城。蒙古兵在弓箭的掩護下，使用雲梯爬城；撞門計程車兵在盾牌的掩護下開始撞門。不過，在城內軍民地拼死抵抗下，額璘沁羅卜藏發起的幾十次進攻，都以失敗告終。
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