这场旷日持久的动乱导致西北局势糜烂久矣，左宗棠为了迅速根除动乱，在军事部署上采取了双管齐下的策略，一方面派遣刘松山从陕北向金积堡推进，追击陕西的回军部队；另一方面，他派遣雷正绾等人从董志原等地向固原进军，作为对前者的支援力量。马化龙，尽管在1866年向清朝表达了投降的意愿，但他并未完全放弃武装，依然以金积堡为中心经营自己的势力范围，并对外提供援助。

左宗棠对马化龙的诚意持怀疑态度，而马化龙也清楚左宗棠的军队并非善意。因此，他加强了军火弹药的采购和防御工事的建设，为即将到来的战争做准备。1869年八月，刘松山对灵州一带的回军发起了攻击。面对清军对金积堡的逼近，马化龙在求和失败后选择了反叛。

同年九月，马化龙的回军在灵州进行了大规模的屠杀，导致十余万汉民丧生，其财产和妇女被回军掳掠。就在同一个月，刘松山成功攻占了灵州。他继续向金积堡推进，并在遇到抵抗的回民堡寨时，采取了极端的手段，即攻破后不分军民，全部屠杀。

1870年正月，刘松山在战斗中战死（也有说法是他在接受回军投降时被刺杀）。回军借此机会发起了反攻，再次进入陕西境内。为了应对这一局势，清廷命令李鸿章协办陕甘军务，并增派了二万多名淮军进入陕西。左宗棠则决定起用刘松山的侄儿刘锦棠来接掌刘军，继续对金积堡发起进攻。到了1870年三月，陕西境内的回军再次被彻底肃清。

左公采取软硬兼施的策略：一方面坚决镇压回民军，另一方面对放下武器的回民进行安抚，旨在迅速稳定陕甘局势，预防未来的动乱。