10月，捻军又和起义军的合作出现了分歧。捻军撤离陕西，东渡黄河进入山西境内。
马启示被迫带领起义军回到了甘肃的董志塬。
在清军的猛烈攻势下，马启示和白彦虎把起义军的十八营合并成为四大营，然后向金积堡撤退，打算和马化龙的起义军汇合，共同对敌。
马化龙对外来的马启示存有戒心，凡事百般拖延推诿，使陕西起义军陷入了进退两难的境地。
1868年11月，经过两年的苦战，左宗棠终于制了陕西全境。他看到陕西的大局已经平定，加紧了进军甘肃的各项准备，决定兵分南北中三路向甘肃进军。
刘松山率领北路军从绥德县西进，直指金积堡。李耀南、吴士迈率领南路军从陇州（即陕西陇县）、宝鸡向秦州（即甘肃天水）进发。左宗棠和刘典率领中路军从乾州（即陕西乾县）经邠州（即陕西彬县）、长武县赴泾州（即甘肃泾川县）。其中，北路是重点进攻方向。
金积堡位于灵州（即宁夏灵武县）西南25余公里，东通花马池，南通固原，西靠黄河，是马化龙起义军的军事核心。
1869年9月8日，各路清军形成了对金积堡的大包围。
部分甘肃回回起义军投降了清军。马启示和白彦虎的陕西起义军被迫向西撤离。
清军采取步步为营的方针，相继攻占了吴忠堡周围和金积堡北面的堡寨。
起义军依托秦渠、汉渠，挖壕筑墙。步兵凭借城墙防守。骑兵不断主动袭击敌人。
董福祥率领董字三营冲锋陷阵，屡立战功，很快打消了左宗棠、刘松山等人对他的疑虑。
1869年12月11日，董福祥在战斗中挺身而出，与起义军展开了肉搏，而且受伤不下火线，为夺取吴忠立下了头功。
左宗棠正式将董字三营编入官军序列。董军成为刘松山手下的一支劲旅。
在金积堡的战役中，清军统帅刘松山不听董福祥的劝告，亲自前往起义军的军营中招安，不料中弹身亡。
此后，董福祥忠心辅佐刘松山的侄子刘锦棠。
清军进攻连连受挫，士气日低。
马启示、白彦虎率领起义军乘机发动反攻，使甘肃的战局为之一变。形势对起义军十分有利。
但是，起义军缺乏统一的指挥和领导，各自行动，不能有效的协同配合，有利的形势逐渐丧失了。
马化龙在孤立无援的情况下为了避免清军大屠杀，对朝廷抱有幻想，几次向朝廷求抚，遭到拒绝以后又分兵四出，没有集中兵力打击敌人，对永宁洞水口的几次进攻也未成功。
起义军的失策给了清军调整部署的宝贵时间。
左宗棠一面调兵截击进入陕西的起义军，调郭宝昌进攻花马池、定边，打通金积堡的东路粮道，一面命令刘锦棠接管老湘军，重新组织对金积堡的进攻。
刘锦棠一面加强对永宁洞的防守，一面在黄河两岸加筑堡垒，保护河西通道，逐一攻占了灵州至吴忠堡之间的堡寨。
为了从南面进攻金积堡，左宗棠命令黄鼎等夺取峡口，攻破20多座起义军的营垒，直逼金积堡西南的洪乐堡。
清军付出了沉重的代价才攻下了金积堡周围的堡寨。他们在金积堡四周挖掘两道长壕，在壕边修筑高达丈余的墙，严守死防，阻截了河州派来的两支回回援军。
金积堡的防御形势日趋恶化。
1870年的最后一天，金积堡马化龙的起义军粮尽援绝。
马化龙无奈之下只得亲自前往刘锦棠的军营投降，交出了56门各种火炮和千余杆各种枪支，表示一切罪过都由自己承担，乞求清军饶恕其他的起义官兵，还给王家瞳庄的起义军写信劝降。
朝廷并没有原谅马化龙。刘锦堂和董福祥以藏匿武器的罪名处死了马化龙，残酷杀害了他的亲属以及起义军主力1800余人，还把他的头颅在全国各地展示长达10年之久。
马启示、白彦虎得知马化龙被杀，禁不住流下了悲伤的眼泪。他们虽然同为回回人，都起来反对大清官府的压迫，但是，在处理大局和局部利益方面存在着狭隘的观念，没有形成统一的力量，无法战胜实力强大的清军。
金积堡随即成为董福祥的大本营。
金积堡是陕甘回回起义的核心部位。金积堡之战的失败使整个西北地区的反清斗争受到了极大的影响。从此，清军掌握了西北战争的主动权。
马启示总结金积堡之战失败的原因主要有两点：一是起义领袖马化龙出身于回回上层，反清的主要目的是为了保持和加强哲合忍耶的政治特权和经济地位，和陕西起义军推翻腐朽的大清统治不一致，没有提出鲜明的政治口号，更没有斗争到底的决心，时时想要求抚，最终还是投降了。二是陕甘起义军没有统一的领导，力量分散，形不成强大集中的打击力量。各支队伍往往是各自为战，被清军各个击破在所难免。
左宗棠则是老谋深算的军事家。他针对西北地区的地理特点制定了正确的作战方针，完成对金积堡的包围以后成功地使用深沟高垒阻断了起义军的内突外援，迫使处在绝境中的起义军只有投降了。
清军的胜利也是付出了重大代价的，仅刘松山的老湘军死伤官兵达千余人，因伤致残达2000余人。左宗棠也承认十多年来手下的伤亡也没有超过这一次，可见清军的损失非常严重。<