攻城陷入僵局，那么打援又如何呢？
　　五月二十九日，合水守军遭解放军攻击的消息传到西峰的整八十二师师部，整八十二师师长、马步芳的独子马继援立即作出反应，急令驻扎庆阳的整骑八旅旅长马步銮，率旅直属部队和该旅第一团驰援。整骑八旅第一团的前身是抗战时期的暂骑一师，后来改编为骑八师，这个来自青海的骑兵部队在抗战时期一直驻扎豫东地区，与日军多次交手，战功赫赫，日军忌惮该师战斗力，并将该师称为马回回军。抗战胜利后，该师自徐州返回故乡青海，遂被整编为整八十二师整骑八旅第一团（第二团为驻扎在陕西的暂骑二师改编）。整八十二师进驻陇东时，第一团奉命驻扎庆阳东南15公里的赤城。五月二十九日，解放军西野二纵独四旅一部已经渗透到庆阳以南地区，整骑八旅第一团只能退出赤城，转道返回庆阳，与旅直属队会合后，再由庆阳赶往合水。
　　经过此番往来，整骑八旅作好出发准备的时候，已经日落西山，星辰高挂。整骑八旅一个月前进驻此地，旅长马步銮对庆阳至合水的沿途情况从未做过侦察研究，以至于出发前既没有下达行军部署，也不派出搜索部队，只是盲目地向合水直扑而来。为了争取时间以解合水之围，马步銮依据过去对付红军的老办法，以骑兵大集团统一行动，取道庆阳东十五公里的一个偏僻山沟，向合水疾进。
　　在整骑八旅两千余骑出庆阳的时候，解放军西野教导旅第一团占领了柏树原，这个地方位于合水通向宁县至庆阳公路的岔路附近，是传统上进入合水地区的必经之路。第一团团部驻扎白家嘴，团长罗少伟将二营放置在大路北侧的塬上，三营则在大路南侧，一营作为预备队。当晚团直属特务营派遣一个排担负警戒任务，疲惫不堪的全团官兵露天宿营。
　　就在这大战即将揭开序幕的时候，合水城的战斗达到了白热化。三五九旅在白天的战斗中失利，二纵领导十分吃惊，没有想到合水守军如此顽强，当天下午，二纵司令员王震亲自赶到合水前线指挥作战。傍晚，三五九旅七一八团和独四旅十二团占领了合水东关，旋即转移攻击主要目标到合水南城垣。入夜时分，二纵集中炮火，猛烈轰击合水南门，同时派遣突击队运送炸药，战至午夜，解放军终于将合水南城门外第一道鹿砦炸开，但是靠近城门后进行的第二次爆破竟然没有成功。防守合水城的整骑八旅重兵器营当此危急时刻，紧急动员所属后勤、政工和医务人员，全部投入战斗，拼死反击。激战中甘肃保安第二团团总李鸿轩负伤，重兵器营死伤百余人，带领敢死队反击的段副连长在战斗中两眼被枪弹贯穿。双方在合水南城激战两小时，攻城的解放军七一八团蒙受了重大伤亡。战斗再次陷入僵局。
　　五月三十日黎明前，大约五点左右，合水守军被解放军压缩到城内葫芦把附近的时候，整骑八旅救援部队经过长途奔袭，逼近西野教导旅宿营地。教导旅第一团在头一天傍晚抵达此地，并未来得及构筑野战工事，人困马乏的部队都在休息中。第一团团部的人员都还没有起床。预先放置在前沿的预警部队——教导旅第一团特务连一个排突然与整骑八旅前卫第一团第四连遭遇，这个警卫排独自抗击着整骑八旅整整一个团的兵力挤压，为教导旅第一团争取到了宝贵的几分钟时间。
　　闻听前方枪声大作，教导旅第一团立即吹起了调兵号，在团部北侧的第三营在营长张沛然、政委邱德山指挥下迅速指挥部队，把机枪、迫击炮架设起来向整骑八旅密集骑兵集团射击。宿营在团部南侧的第二营营教导员朱中新刚好起来小解，闻听团部的调兵号后，急速与营长张顺国跑步向团部方向增援。
　　这一突然遭遇，也同样出乎整骑八旅旅长马步銮的意料。整骑八旅当时正沿着一条狭长的谷地快速行进，双方遭遇发生战斗后，马步銮当即命令部队迅速占领两侧高地，以防止被动挨打的局面出现。整骑八旅前卫连连长马国臣接到命令后，将全连马匹掩蔽在一个山弯后，全连轻装爬上南塬，抢占地势。整骑八旅直属队和第一团则急上北塬。此时天以破晓，北塬的骑兵击退了教导旅第三团的反击，开始在北塬上构筑临时野战工事。但南塬的马国臣连依然在与教导旅第一团警卫排对射。警卫排边打边撤，眼见不敌青马骑兵的攻击。不想此时教导旅第一团第二营紧急赶到，马上呈扇形散开，对整骑八旅第一团第四连三面包围。战场形势徒然转变。
　　北塬的青马主力部队眼见第四连被围，而双方混战在一起正发生白刃搏斗，北塬上的重炮和重机枪无法对自己部队进行火力支援。马步銮焦急万分，这时整骑八旅中校副官索世俊建议，立即从旅部直属部队中抽调精干小部队救援。慌乱中，一个三十多人组成的小分队匆匆集合起来，全部成员赤上身，一手拎大刀，一手持驳壳枪或冲锋枪，在索世俊带领下，越过峡谷，攀上南塬，杀入战团中。经这个小部队冲击，解放军的攻势顿挫，第四连方才化险为夷，但此时，这个有四百多人的骑兵加强连已经伤亡了近三分之一，连长马国臣腿也在战斗中打断。
　　这时天光大亮，在附近预先作为预备队使用的教导旅第一团第一营也匆忙赶到，不久教导旅旅部在接到报告后带领第二团也及时增援上来。教导旅开始集中炮火轰击在北塬上的青马骑兵临时工事，一时间枪炮声震天，成群的战马受惊乱叫，战场上一片混乱。解放军炮火准备后，教导旅第一团发起了反击，南塬青马第四连不能招架，被解放军赶入山沟，教导旅第一团猛冲下去，缴获了第四连200多匹战马。战斗中，在北塬的整骑八旅主力一直处在解放军的炮火轰击下，整骑八旅中校军械主任马文泰等十多名官兵当场被炸死。更糟的事情是整骑八旅部队侧后也出现了解放军的部队，这是奉二纵指挥员的命令，紧急来援的独四旅。整骑八旅主力见有被包围的危险即迅速撤退。解放军也未追赶，双方在太阳初升的时刻脱离了接触。一头雾水，搞不清对面解放军形势的马步銮无可奈何对自己手下的参谋们说：“目前我们受了些挫折，但几千人的主力还在。共军口袋虽大，恐怕也盛不下我们……问题的关键是如果我们再深入，势必形成杀胶着状态，难分难解，稽延时日，正中共军围城打援的计策，合水城内的重兵器营，就有被吞噬的危险。现在唯一的有效对策，就是暂时撤回庆阳，稍加整顿，请示军长后，分兵数路救援。不管哪一路先到合水，重兵器营就会脱离危险。”青马众军官皆同意马步銮的意见，整骑八旅遂于三十日上午十点多返回庆阳。第一次救援合水就这样虎头蛇尾地结束了。
　　马步銮带领整骑八旅第一团气喘吁吁地返回庆阳后，立即通过电话向西峰的马继援报告了救援受挫的情况。马继援十分惊讶，他在电话中质问马步銮：“重兵器营你还要不要了？”继而严厉斥责马步銮指挥部队走沟不走岭，又不设置侧卫部队的战术错误。骂得马步銮无言以对。最后马继援问马步銮：“事到如今，你看究竟该怎么办？”马步銮随即将撤退途中设想的分路合击的计划提出。马继援马上同意，同时派遣整82师高参马福寿前去支援。并通知马步銮说整八十二师另派副军长马全义和高参韩有禄率领整骑八旅第二团和整八十二师卫士大队从中路救援合水；在宁县的整八十二师第一○○旅为南路；马步銮则指挥整骑八旅第一团为北路，寻找一条迂回道路，直插葫芦把救援合水。
　　马步銮的计划得到马继援的支持，精神大振，他不顾部队疲劳，马上命令部队整理队伍充实弹药准备出发。同时找来庆阳保安司令谭世麟及当地县长、镇长等，查清了从庆阳经北塬柳沟通向合水葫芦把的小路，又找了一名熟悉地形的当地向导。三十日中午，刚进庆阳不到两个小时的整骑八旅第一团，以第一连和第二连为前锋，又杀出庆阳，直奔合水而去。
　　在整骑八旅第一团重新出发的时候，合水方面西野二纵紧急命令独四旅急速靠拢清晨激战过的教导旅，两个旅在太白坳部下严密防线。在合水城，二纵三五九旅七一九团攻击合水北部山地一天一夜，均未成功。三十日上午，二纵政委王恩茂亲自到三五九旅阵地上，与三五九旅旅长郭鹏等商量进攻计划，有人建议先把合水城占领，然后再攻击葫芦把的敌人，但郭鹏认为，不打下葫芦把，消灭北山上敌人，即使占领合水城也无法立足。电话打给二纵司令员王震，王震也同意先进攻北山。三五九旅进行了整整一天的战斗准备，到傍晚重新组织力量，仍以七一七团和七一九团一部继续猛攻合水守军主阵地，但是因为适逢天降暴雨，妨碍攻击，因此进攻再次失利。一次次攻击均告失利，王恩茂在他的日记中沉痛地检讨了三五九旅进攻中暴露出来的弱点：“攻击敌阵地一次不成功，不另想办法，而作无效的反复冲锋；冲锋到敌人工事面前受阻时，停留在敌人火网之下，不知转移地区和做工事；冲锋前进，挺胸，顶多屈身，而不匍匐爬行；敌人打来手榴弹不知疏散卧下；观察不利用地形，常挨敌人冷枪射击；炮火射击缺乏组织和指挥，打得零乱不集中，和（步兵）配合的不好；不认真进行近迫作业。因此，伤亡甚大，而攻击又不能成功。”能够让与王震一起自陕北出发，南下直达湖南，再回头经历中原突围返回延安的王恩茂认为“伤亡甚大”，那么三五九旅攻击部队的伤亡看来真是很大，以致于让这个久经沙场的老兵都感到震惊。  

合水城内的整骑八旅重兵器营也同样疲惫不堪，在一天一夜的激战中，重兵器营伤亡连排长数人，战防炮连的正副连长均被解放军炮弹击中，虽未阵亡，但两人双腿肌肉均被弹片削去，惨不忍睹。全营官兵伤亡三百多人，协防的甘肃保安第二团团长李鸿轩也在激战中负伤。最为严重的是重兵器营唯一的一部电台也在激战中被毁，合水与外界失去了联系。三十日中午，整八十二师救援部队出发前，为了查明合水是否仍在坚持战斗，国军一架飞机自西安翩翩飞来，飞机绕着合水城懒洋洋地飞了几圈，丢下几枚不知道落到哪里的炸弹下来，又翩翩飞去，这飞来的唯一一架飞机，也是西安胡宗南对陇东青马部队唯一的一个支援。
　　青马二次救援合水兵分三路，救援主力为西峰的整骑八旅第二团和整八十二师卫士大队，人数大约在二千人左右。整骑八旅第二团是抗战时期成立的暂骑二师，这支来自青海的骑兵部队原来也是准备开赴中原抗日前线的，后来被胡宗南留在陕北，专门防范陕甘宁八路军。抗战胜利后与徐州回归的骑八师一起返回青海，暂骑二师改编为整骑八旅第二团。此次救援合水，马继援派出了青马老将，整八十二师副师长、马继援的舅舅马全义亲自指挥，另派遣第二团的老团长，现任整八十二师高参的韩有禄副之。韩有禄本是第二团团长，后被马步銮赏识的李文彬代替。不过第二团官兵大多为韩有禄旧部，马继援指派韩有禄随军出征，其目的恐怕不仅仅是为了加强第二团的指挥，更多的可能是出于对李文彬这个在青马部队中少见的汉人军官指挥不动第二团的担心。
　　中路救援部队出西峰，过驿马关，在马步銮带领整骑八旅第一团重新出发后约三个小时后，疾驰而过庆阳，沿庆阳至宁县的简易公路向合水方向奔去。马全义为了不犯马步銮的错误，越过板桥后，开始命令部队沿山岭前进，到下午六点多，部队抵达合水西北约二十华里的太白坳地区，这里地形复杂险要，清晨与青马整骑八旅第一团激战后的西野教导旅恰好前进到这一带布防。傍晚时分，左翼南塬的教导旅第一团首先与青马骑兵接触，第一团在清晨遭遇战中轻易战胜对手，此时士气高昂。第一团第三营最早与青马骑兵打响，第七连连长崔永臣指挥机枪扫射，青马骑兵先头部队遭此打击，立即后撤。在北塬的教导旅第二团闻听枪声，也随即包抄过来，两个团一左一右，呈扇形挡住了中路国军增援部队的去路。
　　小心谨慎的马全义发现太白坳东南北三面，都出现了解放军部队，前进道路受阻，立即命令整骑八旅第二团由团长李文彬亲自指挥，投入战斗，随军出战的韩有禄也亲自到火线上督战。两人各自负责一处，分别指挥南北两个方向的部队对抗解放军的进攻。
　　由于解放军占据了地形优势，同时战斗爆发时青马骑兵为仓促应战，在解放军犀利进攻下，青马骑兵边打边退，马全义在危急中，亲自带卫士大队冲上火线，向解放军进攻部队逆袭，（中将整编师副师长亲自赤膊冲锋，在解放战争中的国军将领中恐怕不多见）战斗中一颗子弹飞来打伤了马全义的腿，卫士们急忙将其背离前线。
　　此时对于在太白坳的青马骑兵来说，正是最危急的时候，在南塬上被教导旅第一团第三营第七、第八两个连夹击的青马骑兵眼见无路可退，遂将枪支丢于地上，高举双手做投降状。解放军第八连连长吴保良命令战士们停止射击，但当解放军走近准备受降的时候，这些青马骑兵突然抽出随身携带的马刀，向解放军突然发起反冲锋。由于事出突然，解放军根本没有防备。不远处正兴奋地赶来看自己部队受降的教导旅第一团团长罗少伟看到这一幕，急忙回首想让团部的参谋们隐蔽，突然一颗子弹飞来，不但射伤了罗少伟，还打伤了后面的第一团副团长熊光焰。几个小时后，罗少伟被抬下火线，半路上遇到教导旅旅长罗元发，罗少伟懊丧地对罗元发说：“这帮青马龟儿子真狡猾，一枪穿了我们两个！”
　　北塬上教导旅第二团也受到青马骑兵假投降的欺骗。整骑八旅第二团有二百多骑兵埋伏在一个废弃的窑洞内，窑洞门口站几个人不住地摇白旗。教导旅第二团第一连信以为真，竟然全连上去受降。窑洞内的几百青马骑兵突然杀出，对解放军突袭，教导旅第二团第一连旋即陷入青马骑兵的包围中，突围血战中，第一连连长何大道等三十多名解放军官兵当场阵亡，其他官兵四散。这股青马骑兵击溃了第一连后，马不停蹄地向教导旅第二团空虚的阵地扑来，正在前沿的二团政委关盛志见情势危急，急忙从警卫员手中抢过手枪，跳出战壕大喊：“坚决反击！谁也不准后退！”二团副政委王湜也在前沿，急忙命令第二团第二营机炮连长马会元一定要控制好机枪，坚决堵住青马骑兵的进攻。机炮连果然不负众望，在乱军中镇定自若，首先枪炮齐射后全连上刺刀，向青马骑兵逆袭。白刃战中二团八连连长李风鸣和二营机炮连连长马会元双双负伤，但正是他们勇敢的反击，才使教导旅第二团能够重新集结起来，整个防守阵地也免于崩溃。
　　青马骑兵中路援军稳住阵脚后，开始重新集结部队，试图分路突破解放军的阻击阵地，其主要突击方向仍然选择在教导旅第二团方向，另外两路则向教导旅第一团和独四旅部队的阵地迂回。在紧张的战前，教导旅副政委饶正锡赶到二团指挥战斗，在二团最前沿的八连（连长李风鸣在一个小时前反冲击时负伤）由指导员张升科带领，还紧急召开了前线党员动员大会，要求党员做官兵表率。当青马骑兵冲锋上来时，教导旅第二团在政委关盛志指挥下，枪炮齐发，猛烈阻击。但青马骑兵不顾伤亡，依然凶猛冲锋。战斗中，二团政委关盛志举起望远镜观察情况时被青马骑兵发现，当即遭青马骑兵狙击手射击，关盛志右臂负伤，匆忙赶来指挥战斗的教导旅旅长罗元发急忙命令将他送下去包扎。罗元发到达第二团前线的时候，也正是战斗最激烈时刻。教导旅第一团见二团阵地危急，由政委魏志明带领几个连赶来，突然从青马骑兵进攻队形左侧杀来。青马骑兵遭此侧击，阵脚大乱，集团冲锋方才告停。这时天色已黑，一阵狂风过后，天降暴雨。杀得精疲力尽的双方均无力再战，双方遂在战场上对峙下来。
　　这场突如其来的大雨使西野二纵总攻合水的计划落了空，让太白坳激战的双方熄了火，还让南边的青马另一个劲旅——整一○○旅住了脚。整编第一○○旅是青马集团的骨干部队，名义上是步兵旅，实际上可以称之为轻骑兵师。虽不象整骑八旅一样长于骑兵突击，但也不同于一般步兵部队。本来整一○○旅分驻于宁县、镇原一带，此时为了救援合水，三十日中午也奉整八十二师师长马继援的命令，自宁县出发，一路北上而来，到傍晚天降暴雨，部队在暴雨和泥泞中挣扎前进，好容易抵达距离合水还有二十华里的板桥附近。整一○○旅旅长谭呈祥闻听太白坳方向炮声隆隆，然而黑夜里也搞不清楚战场情况，谭呈祥竟命令部队停止前进，避雨并烘烤衣服，任凭太白坳方向激战，谭呈祥兀自充耳不闻。
　　中路救援部队受阻于太白坳，南路的整一○○旅滞留在板桥，那么马步銮的整骑八旅第一团哪里去了呢？
　　三十日中午再次杀出庆阳的整骑八旅第一团，这次变得聪明了，旅长马步銮找了一个当地向导，绕道北塬柳沟，悄悄向合水北山葫芦把袭来。到傍晚时分，这路青马部队经过崎岖山路跋涉，迂回到合水城北附近解放军的第一道防御阵地。由于资料的匮乏，至今大嘴也没能查明防守在这第一道防线的解放军部队属于哪个部队，（伯玉兄提供的资料，此地解放军防守部队为独四旅13团）根据战场各部队动向上分析，有可能是独四旅负责打援的两个团中的一个。解放军阵地设置的十分巧妙，安置在一个蚂蚁型的要岘上，这个地形是陇东董志塬上特有地形，两侧为万丈深渊，中间黄土山岭呈凹状，当地人称这种地形为岘子。马步銮带领主力抵达这里的时候，前锋第一团第一、二；两个连已经隐蔽了马匹，正向解放军阵地两翼散开。这些青马骑兵借助塬上未收割的麦禾为掩护，握枪持刀，匍匐前进。马步銮带着一帮参谋在前沿仔细察看了解放军的阵地，最后决定以重炮、迫击炮等火力压制对方火力，然后利用解放军阵地前一个高约四、五米的悬崖做掩护，提前放置突击部队于此。待火力准备后乘势冲击解放军阵地。

任务布置下去后，青马第一团第一连和第二连依照命令，在一片硝烟中，悄悄爬上崖坡，隐蔽在悬崖下。当大多数官兵抵达指定位置后，整八十二师师部派来协助马步銮指挥的马福寿一声令下，炮火准备停止，隐蔽在崖坡的青马士兵突然分两路攀上悬崖，杀入崖上解放军的阵地并与解放军展开肉搏。同时，后续青马以骑兵集团迅速冲锋，一举突破了解放军的阵地。解放军不支，仓促分散撤退。青马骑兵穷追不舍，到天黑方才停止追击，劳累了一天，人困马乏的青马骑兵在马步銮的命令下就地宿营休息。
　　攻击合水的解放军并未休息，二纵司令员兼政委王震攻击合水的决心依然未变。王恩茂的在这天的日记中记载，二纵当天傍晚仍在指挥三五九旅的三个团和独四旅的十二团三面围攻合水，但是因为天降暴雨，攻击均失利。三五九旅七一八团本来准备在夜晚八点攻击合水南城，也因为暴雨推迟了计划。
　　整骑八旅第一团逼近到合水的情况，被二纵纵直通报给正在太白坳阻击整骑八旅第二团的教导旅和独四旅。教导旅在三十日傍晚与独四旅共同对青马部队发动了一次猛烈进攻，战斗一直进行到深夜。青马骑兵渐渐不支，整骑八旅第二团团长李文彬畏缩不前，作战指挥实际是由第二团的老团长韩有禄负责。韩有禄在战斗中发现解放军的包围圈越来越大，于是他判断解放军是以进攻来掩饰撤退，并推测合水方向“情况可能有变化。”果然第二天拂晓，尽管天仍然下着小雨，但小心翼翼的青马骑兵发现对面的解放军已经全部撤退，连一个伤兵都没有留下。
　　在整骑八旅第二团西边村镇板桥的整一○○旅，舒舒服服地休息了一个晚上。三十一日早晨，整一○○旅旅长谭呈祥不紧不慢地吃完早饭，磨蹭到上午十点，才带领部队向合水蹒跚而来。在太白坳，整一○○旅与整骑八旅第二团和整八十二师卫士大队会合。两支部队一路小心翼翼地向合水开去。
　　此时的合水城，仍然激战中。凌晨，雨小了些，解放军西野二纵三五九旅经过紧张准备，重新恢复了进攻。二纵司令员王震亲自上阵，在合水东郊二郎山指挥所指挥三五九旅七一八团突击合水南门。合水南门在二十九日晚的激战中，已经经受了七一八团几次猛烈攻击，三十日清晨的攻击，七一八团将南门外的鹿砦等障碍全部爆破，但随后的第一次爆破城门却没有成功。此番重新进攻，七一八团总结了上次爆破城门未成功的教训。解放军战士冒雨架云梯登城，与守军激战近一个小时。在登城的激战掩护下，七一八团成功将炸药运到南门，然后爆破了南城门，终于将合水城池炸开了一个突破口。七一八团与独四旅十二团一个营乘胜冲进城内。城内守军整骑八旅重兵器营与解放军展开激烈的巷战和白刃战，激战两小时后，残部被迫撤到葫芦把附近固守，双方尤其是解放军伤亡惨重。
　　对合水城发起总攻的前夕，王震打电话通知在合水西北三五九旅旅部的二纵政委王恩茂返回合水东边二郎山的二纵纵指，并在电话中告诉王恩茂说，纵指仍然计划在上午总攻合水。王恩茂从合水西北绕道去东郊二郎山的途中，合水城内的战斗达到了白热化。三五九旅七一八团和独四旅十二团一部仍然在与城内守军激战。就在这时，战场上发生了令人震惊的变化！ 这变化就是昨天晚上潜入到合水北山附近的整骑八旅第一团突然出现在合水北山葫芦把附近。青马骑兵突然出现在合水近郊，委实令二纵上下大吃一惊。整骑八旅救援部队一部突击到合水北山附近时，正在指挥部队围攻合水的二纵三五九旅旅长郭鹏急忙从七一七团和七一九团各抽调一个连前去阻击。因为事出突然，这两个连临时设置的阻击阵地虽然也设置在一个岘子上，但远不如第一道防线的那个岘子险要。而且还受到背后合水北葫芦把上守军重机枪的威胁。腹背受敌乃兵家之大忌，青马骑兵前锋一发起突击，合水北山葫芦把上的守军就注意到了，随即使用重机枪从背后向阻击的解放军射击。这两个连的解放军无法抵抗青马骑兵的进攻，阵地被突破，人员被迅猛彪悍的骑兵冲散。在合水西北角正指挥战斗的三五九旅旅长郭鹏急忙调三五九旅七一七团的预备队第三营迎头堵截，三营接到命令后，还未运动到指定阵地，就与青马骑兵遭遇。青马骑兵冲入三营急行军队列中，马踏刀砍。一阵激战后，三营伤亡重大，但总算阻挡住青马骑兵向三五九旅旅部的冲击。
　　就在三营与骑兵血战的时候，合水城内守军见到援军到来，士气大振。城头上轻重火力齐鸣，同时守军打开合水北门，以整骑八旅重兵器营重机枪连杀出合水，顺利与救援的青马第一批骑兵约三百余骑会合。解放军三五九旅旅长郭鹏在指挥所眼见三营正在苦战，而青马骑兵又顺利逼近合水城池，眼看就要打通与合水守军的联系，心中十分焦急，他冲出隐蔽部，要下山亲自组织部队反击。但刚走出指挥所，合水城头突然飞来一颗子弹，正中手臂，他一下栽倒在地。
　　青马骑兵迅速经合水北门纵马杀入合水城内。援兵入城，令合水守军士气大振，遂开始从北城和葫芦把向城内解放军猛烈反击。城内解放军三五九旅七一八团和独四旅十二团一个营眼见胜利在望，不料对手突然出现了一支强大的反击部队，猝不及防中伤亡惨重。而此时城外的解放军已经没有任何预备队，只能顿足椎胸地眼看着城内的部队被青马骑兵蹂躏。合水城内尸横遍野，血流成河，攻城解放军付出了重大的代价，二纵独四旅十二团参谋长吴化民和三五九旅七一八团副参谋长吴锡都在指挥部队向城外突围时阵亡。王恩茂在这天的日记中写到：“合水城已为我攻破，七一八团和十二团一个营均已进城，但退到葫芦把塬敌人反攻下来，我被迫退出城外，在退却时，因慌乱未给敌反击，伤亡严重。”
　　这时二纵指挥所也侦知整一○○旅已经从板桥出发，距离合水城已经不远。在这种形势下，二纵只得命令部队迅速撤退转移，当天，以独四旅十二团控制合水南部南寺塬阵地，三五九旅七一八团控制二郎山阵地，掩护纵直和二纵其他部队向合水西北撤退。解放军部队一向以行动迅速著称，到下午整一○○旅抵达合水时，合水城池附近的解放军已经全部撤离。青马部队打扫了战场，然后任命马仲福为合水县长兼游击司令（马仲福，赫赫有名的尕司令马仲英最小的弟弟）。合水的城防转由整一○○旅第二团驻守，整骑八旅则全部返回西峰一带休整。
　　此战是解放战争期间西野主力部队与青马集团的第一次大规模作战，准确来讲，这场战斗是青马的整骑八旅对西野二纵三五九旅、独四旅和教导旅。青马骑兵以伤亡八百多人（整骑八旅重兵器营与甘肃保安第二团伤亡三百二十多人，战马二百十余匹；整骑八旅第一团第一次救援合水战斗中伤亡三百四十多人，马匹四百余匹；第二次救援合水伤亡近百人；整骑八旅第二团与整八十二师卫士大队救援合水战斗伤亡一百六十多人，马匹损失二十多匹）的代价大获全胜。战后在西宁的马步芳得知合水围解，大喜之后极力宣传所谓的合水大捷，并派遣青海民政厅长郭学礼等人，组成了一个庞大的慰问团，从西宁带领青海歌舞团前往西峰、庆阳、合水等地劳军。陇东到西宁先后举行了庆祝大会和各种报告会，马继援还曾专程返回兰州、西宁等地，向西北行辕和马步芳汇报合水战斗经过。国府为了表彰其功勋，向整八十二师在这次战斗中有功官兵颁发了勋章、奖章及各种奖品。
　　相对于青马对胜利的炫耀，解放军的表现就较为低调，一九四七年六月一日，正在合水西北向西野主力靠拢的二纵司令员王震向西野野司电报合水战斗失利，电报中王震沉痛地说：
　　“彭、习：
　　……合水攻城打援均告失利，影响整个战役，我有责任，唯青马惯打英勇善射能战，行动迅速胆大，实非夸大以掩过错，亦非认识为不可消灭敌人，青马特点可供今后行动方针之资料。战役共伤亡八百余人，干部伤亡严重，弹药消耗特大（九旅近乎打光）必须移至一个地区整顿几天。
　　王震 6月1日未时”
　　王震在这封电报里提到的九旅是三五九旅，可能因为战斗刚结束，伤亡一时未统计准确，王震提到的伤亡八百余人是不准确的。西野司令员彭德怀在后来提交给中共中央的《陕北九个月作战的基本总结》中明白无误地写道：“打了蟠龙后休息了十三天，即打陇东，这里上下都犯了轻敌的错误，三路分兵，合水一仗我们伤亡一二千，三五九旅旅长负伤，打了一个消耗战”。
　　《第一野战军》一书中明确记载：“我伤亡二千五百余人，仅歼敌一千五百二十人，不得不撤出战斗”。
　　二纵政委王恩茂在一九四七年五月三十一日的日记也记载道：“……这次合水战斗伤亡甚大，而未取得最后胜利，影响整个陇东战役，不能按照原定计划发展，感到十分遗憾和不安。”六月一日王恩茂继续在日记中沉重地检讨了合水战斗失利的原因：“我们在合水打的敌人是青海马步芳的八十二师骑八旅二十二团，其特点，武器虽然不好，没有重火器，但较顽强，能各自为战，打垮后，能反冲锋；因民族关系及敌欺骗和我宣传未深入，打垮了也不容易缴枪，打甲处敌，乙处敌定来增援，而且，打垮了一次，增援接着来第二次。这次战斗未消灭敌人，取得完全胜利，原因甚多，客观的：敌人顽强，有过三次增援……主观的了解敌人甚差，轻敌。……这次作战经验，除一般的不说，我感觉深刻的是这几点：一、与任何敌人战斗，均不能轻敌；二、攻击敌人城镇、据点，必须攻克敌主阵地，才能解决战斗；三、攻击任何敌人，均须控制强大预备队；四、炮火作用很大，但无论如何不能单纯依赖炮火解决问题；五、攻占一个阵地，必须对付敌人的反冲锋。”

合水失利对西野有重大教训，战斗结束后，二纵转移到合水西北与西野野司靠拢，西野野司命令二纵休整10天并发动官兵检讨合水战斗失利的原因。王震在做合水战斗总结时痛心疾首地说：“我自参加革命以来，打过大小数百仗，有胜也有负。长征、南下北返，也没有打过这样糟的仗，这次打了个败仗。”二纵上下经过深刻检讨，官兵们认识到马家军集团部队内宗教统治、军官亲族关系、士兵愚昧、彪悍顽强等特点，并检讨了自己对敌连续增援的战术特点认识不足，急躁轻敌，兵分三路同时攻击青宁两马，同时部队普遍缺乏对付骑兵的实战经验。彭德怀在一九四七年十月下旬一次营以上干部会议上检讨说：“合水之消耗战，就全战役的组织上讲，犯了分兵的错误”。