1934年，马家军在新疆迎战哥萨克骑兵，战场上马家军将士杀得正酣，连呼过瘾！
1934年2月3日，新疆迪化以西的头屯河，马仲英部与盛世才一方的援军展开激战。河谷积雪未消，骑兵、机枪、装甲车辆和炮兵同时投入战场。这里没有单纯的“马家军对哥萨克”故事，背后牵动的，是新疆地方权力、民族矛盾与苏联边境战略的交叉碰撞。
新疆的局势之所以迅速失控，与军政权力更替密切相关。1928年7月1日，统治新疆多年的杨增新遭樊耀南刺杀，樊耀南随后被处死，金树仁接掌政权。金树仁的统治加重了地方矛盾，各地军政力量逐渐离心，迪化的命令很难真正抵达边远地区。
盛世才正是在这种缝隙中崭露头角。1930年底，他担任新疆陆军初级军官学校战术教官，身份并不显赫，却很重视军队训练、指挥体系和武器配置。后来，他借助政局变化掌握省军，逐步把自己从一名教官变成新疆实际上的军政掌权者。

另一边，甘肃河州出身的马仲英依靠部众和骑兵迅速扩张。马家军的优势不只在于马匹多，更在于部队适应荒漠、戈壁和河谷环境，行军速度快，能够绕开固定据点，突然出现在对手侧后方。许多士兵熟悉近距离冲击，作战方式带有浓厚的地方武装色彩。
这种力量也伴随着严重问题。马仲英早年在甘肃、宁夏一带的行动造成大量平民伤亡，1929年3月攻占民勤后的屠杀尤其引发争议。把马家军简单描写成一支只会冲锋的勇猛部队，并不符合史实；它既是地方社会矛盾的产物，也在扩张过程中制造了新的伤害。

1931年初夏，马仲英部夜袭哈密，随后不断向新疆腹地推进。1933年1月，他再次进入新疆，国民政府后来任命其为中央陆军新编第36师师长，但这一名义上的编制，并没有消除他与新疆地方政权之间的武装竞争。马虎山、马赫英等部将，也在各地承担了重要作战任务。
1933年5月的紫泥泉战斗，暴露了双方截然不同的作战思路。马家军依靠骑兵密集突击，试图以速度撕开省军阵地；盛世才一方则依托机枪、装甲车辆和较固定的防御工事。刘快腿等省军指挥人员加强中央阵地防守，使马家军虽一度造成压力，却难以持续突破。

有意思的是，骑兵并非一遇到现代武器就毫无作用。在新疆辽阔地形上，骑兵仍能迅速集中、分散和转移，尤其适合袭击交通线与孤立据点。问题在于，一旦进入开阔地带，面对连续机枪火力和炮兵射击，骑兵必须付出极高伤亡。马家军的冲锋能够赢得局部战果，却难以改变装备差距。
1934年1月12日，马仲英部包围迪化省府，守军坚持了三十多天。盛世才意识到，仅靠新疆省军难以扭转局面，于是寻求苏联方面援助。苏联并未以公开宣战的方式大规模进入，而是通过边境军事力量、装备和人员支持盛世才，部分部队以归化军名义出现，局势由地方内战进一步外部化。
头屯河决战因此成为转折点。马家军先以熟悉地形和快速突击冲击防线，给对手造成相当压力；但苏方援军拥有更完整的炮兵、机枪和装甲力量，能够依靠火力覆盖阻断骑兵冲锋。冰雪、河道和夜色确实给双方行动增加了困难，却不能抵消持续炮火带来的压制。

2月13日前后，马家军全线撤退，迪化之围随之解除。此战并非某一方单靠勇气取胜，而是显示出传统骑兵在特殊地形中的顽强生命力，也显示出它面对机械化火力时的结构性短板。马仲英随后退往南疆，1934年7月将部分军权交给马虎山，自己前往苏联，此后下落长期成谜。
盛世才则借助苏联援助稳住了新疆政权。头屯河的炮火，改变的不只是一次围城战的结果，也改变了新疆军队的力量构成。马匹仍能驰骋在戈壁上，但决定战场控制权的，已经逐渐转向炮兵、装甲车辆、航空力量以及更严密的后勤体系。