西安事变，使陕北中央和红军的处境峰回路转。但是对西路军来说，却是雪上加霜。古浪之战失利后，西路军继续西进，到了永昌和山丹。在永昌与马家军打了一个月的消耗战，西路军的处境日见恶化。在天时地利人和都处于劣势的情况下，红军虽然取得了一些胜利，杀伤了很多敌人，但马家军有后方，人员、武器、弹药可以源源不断地补充。而红军没有根据地，兵员伤一个少一个，弹药也越来越少。红军想在战斗中从马家军身上缴获子弹，但敌人也很狡猾，冲锋时带的子弹很少，打完了再回去补充。

建立根据地的工作开展不起来，冬天必需的皮衣、棉衣没有着落。河西走廊地区此时已是冰天雪地，狂风怒吼。早晨气温是零下16度，午时才零下2度。从鄂豫皖和通南巴来的红军还没经历过西北的严寒，荒凉的河西走廊一片光秃秃的肃杀景象，只有沙漠、戈壁滩的大石头，极少树木，柴火都很难找到。红军忍受着寒冷和饥饿的煎熬。

这里的环境很不适宜红军作战。当红9军到达永昌时，30军已向山丹前进，只留下88师，红5军也已进到山丹。此时，西路军的部署形成了一条长蛇阵，从永昌到山丹绵延达一百多公里。这是一处狭长地带，正是河西走廊的蜂腰部，南北宽仅四十多公里；南靠险峻的祁连山，北邻龙首山，翻过龙首山就是长城外一望无际的沙漠地带。地形对我步兵活动很不利，而马家军骑兵则是来去如风，随时可以找红军的薄弱部位打。他们骑马，红军步行，肉搏吃亏，追击又赶不上。到永昌时，各军只有一部电台与总部联络，电台的缺乏给西路军后来的作战造成了灾难性的后果。

“西安事变”的消息传到永昌，西路军将士一片欢呼，士气空前高涨。而马家军则傻了眼，不知如何是好。马家军只是朝红军打冷枪，但却不再向红军进攻了。怎样利用西安事变的有利时机摆脱被动，求得新的发展，西路军领导展开了热烈讨论。12月18日，军委主席团发来指示，要求西路军主要任务应放在西进打通远方上面，并试与诸马进行谈判。

西安事变后的形势变化很快，正当西路军领导讨论西进问题时，12月22日中央又来电报让西路军东返。因为此时南京政府调集大兵进逼西安，张杨欲与红军联合抗击，为了保障西面兰州方向的安全，牵制胡宗南部，打算调西路军策应。但是在西路军领导会议上，徐向前等多数人反对向东，坚持西进打通国际路线。陈昌浩则主张无条件执行中央指示，向河东去。争来争去，还是西进意见占了上风。陈昌浩综合两种意见，向中央汇报。中央复电，还是要求西路军东返。

既然中央下了东进命令，徐、陈便开始集合部队准备返回。这时，西安事变和平解决，12月27日，军委又来了一封极为乐观的电报：“西安事变和平解决，前途甚佳。西路军仍执行西进任务占领甘、肃二州，一部占领安西。开始西进的时机及如何作战，由你们依据情况决定。”徐向前说：“由此可见，中央那时并不愿放弃打通苏联的计划，一时想叫西路军东返，只不过是在河东形势吃紧关口的一项应急考虑罢了。形势缓和下来，自然又令西路军继续完成打通国际路线的任务。”

西路军过河后，中央并没有让西路军大步奔向新疆，而是要西路军就地建立根据地。多年之后，徐向前才明白其中奥妙：“西安事变和平解决，国共谈判开始进行。合理解决红军驻地，是谈判的实质性问题之一。从战略上着眼，当时红军亟须得一人口稠密、物质丰富，靠近苏联、利于回旋的战略基地，以便养精蓄锐，扩大力量，担负起伟大的抗日任务。中央一致认为，这个基地，以黄河以西的兰州、凉州、甘州、肃州及宁夏地区，最为理想。西路军控制河西走廊，进据甘西，不言而喻，正是我党名正言顺地向蒋介石讨价还价，索取河西地带的资本。”

西路军占领高台、临泽，就地休整。使马步青、马步芳大为惶恐不安。西安事变发生后，他们封锁消息，紧张地注视时局的变化。他们是拥护蒋介石，敌视共产党和红军的。现在红军停下来不走了，无疑对二马是严重威胁。二马不惜倾其老本，集结五个骑兵旅、两个步兵旅和炮兵团、民团共两万余人，在马家军前敌总指挥马元海率领下，恶狠狠地尾随红军蜂拥而来，要把红军一口吞掉。

1937年1月初，获悉红5军占领高台，徐、陈率西路军指挥部各机关与9军一起离开山丹，向西进军。在甘州（今张掖）西南的甘浚堡突然遭受马家军的围攻。在突围中队伍被冲散，吃了大亏。甘浚堡的失利，西路军指挥机关的通讯联络系统大受损失。在后来的高台之战中，通讯不灵成了断送红5军的致命原因。中央以为西路军损失不大，于1937年1月16日指示西路军：“同意西路军在两地休整一时期，集中全力乘机向东打敌，争取尔后以一部西进条件下，并大大向东扩展甘北根据地。”

西路军已经到了危急关头，中央为什么还要西路军分兵向东？原来蒋介石回到南京，就将张学良扣留。国民党大军虎视眈眈，西安和陕北形势再度紧张。中央此时又作了放弃陕北根据地的打算，还想让西路军东进配合行动。蒋介石回到南京，使青海二马兴高采烈。他们向蒋介石表示效忠，同时集中所有兵力，准备死力堵截西路军，决心把红军消灭在河西走廊。

1937年1月12日起，马家军以部分兵力牵制红9军、30军，而以大部分兵力绕道西进，围困红5军驻守的高台县城。当时在城内的是军长董振堂、政治部主任杨克明及红5军的44、45团，骑兵团和特务连共3000余人。马家军包围高台后，城内就与西路军指挥部失掉联络。高台城像个大土围子，城墙是土筑的，高不到两丈，上边很窄，不易隐蔽。在外围失守后，董军长命令将城内一切能装土的箱子、柜子都装满泥土，加高城墙。同时派人与临泽联系，准备突围。这时突然接到政委黄超从临泽送来的一封信，大意是：“董军长，奉总部命令，高台是打通国际路线的军事重点。如果失守，就要你军长的头。”第二天上午在城内天主教堂召开最后一次营以上干部会议，董振堂心情沉重地宣讲了来信，要求大家坚决守住高台，与高台共存亡。

1月20日，马家军开始攻城。董振堂面对孤军奋战的危难局面，毫不动摇，挥舞大刀在城墙上指挥红军战士与马家军殊死搏斗。敌人架着梯子往上爬，红军用刺刀、砖瓦齐向敌人打去，将敌人一次次打下城去。激烈的战斗一直持续了几个小时。不料守卫西城的原高台民团突然倒戈，打开城门，敌军蜂拥而入。形势顿时恶化，红军组织反击，但缺少弹药，全靠肉搏。敌人越来越多，与红军展开巷战。董军长退到城东北角坚持，他身穿一件破毛衣，用手枪击毙数名敌人，终于寡不敌众，腿上负伤，壮烈牺牲。与董军长一起战死的还有军政治部主任杨克明、13师师长叶崇本等。3000多红军战士除少数人被俘，绝大多数都战死在高台城中。

高台战斗过程中，西路军总指挥部一点消息也不知道。直到1月23日红军电台破译了马家军的电报，徐向前才知道高台危急。他火速派出唯一的骑兵师星夜前往增援。但是途中遭到优势兵力的马家骑兵包围。红军骑兵师刚组建不久，马匹多数不是战马，战斗力不强。血战一场后，红军骑兵师大部伤亡，师长董俊彦、政委秦道贤都英勇牺牲了。高台失败的消息传来，西路军将士都极为震惊和悲痛。红30军军长程世才总结失败教训有三点：1、在战术指导上不应该为一城的得失而死战；2、高台守军无电台联络，打了两天我们还不知道，未能早想办法援助之；3、被争取过来的几百民团，未经过改造，放心用人家，结果与敌人造成内应外合而失事了。