两周以后，这件事得到了证明。左军又弄来一些船只，修筑了一座新浮桥。左宗棠下令在同样的地点用相同的方式渡河。他从狄道调出一支劲旅，浮桥于11月13日延伸到对岸。这一次浮桥撑住了，经过殊死的战斗，左军在洮河左岸站住了脚跟。左军用3天左右的时间扎下营盘，调来更多的部队。接着左军开始攻夺封锁三甲集围镇的3线壁垒。到11月19日，左军包围了三甲集镇，在20日黎明时分从四面八方发起攻击。回民军勇猛抵抗，各路攻击部队多次在城墙下被击退。直到下午3点，才杀开一条进城的血路。夜幕降下时，左军控制了三甲集，《年谱》说几万名回民军被杀。不过，马占鳌突围逃到了太子寺。
左军继续进攻，在狭窄的峡谷里向太子寺推进。但是这里没有足够的空间展开队形，所以行军缓慢。11月26日，回民军忽然后撤若干距离，左军先头部队正在急行军，遭到伏击，几乎全军覆没。这次失利延缓了作战，似乎在12月份左军才重新振作。
1872年1月5日，回民军对左军发起一次猛攻，被左军击退。左军发起反攻，在董家山东端扎稳了阵脚。第二天，整个支道都被左军占领，左军已经进入对太子寺围镇和通向河州的关隘发起攻击的范围。就在这个关键时刻，马占鳌派出的部队已在沙泥附近渡河，翻山越岭向南扫荡，彻底破坏了安定与洮河之间的交通线。这次反击的效果非常明显，更多的回民军被派到这一地区，左军的交通不仅在安定至康家岩之间已被切断，安定与狄道之间也未幸免。左宗棠尽可能从东部调集兵力，把1月份剩下的日子用于肃清洮河以东地区。
2月11日，马占鳌对太子寺附近的左军阵地发起攻击，但被左军击退。第二天，左军试图前进，未能成功。2月15日，左军再度发起攻击，又被击退，伤亡惨重。《年谱》说，左宗棠现在担心回民军把他的部队赶出董家山重地。他下令采取特殊措施保住阵地。
1872年2月19日，中国西北常常延续几天的可怕的沙尘暴发生了。就在那一天，回民军向董家山发动了两次猛攻，都无功而返。当晚发动第三次攻击。左军心惊胆颤，终于逃走。很奇怪，《年谱》没有说出左军逃了多远，损失多大，但逃跑的距离和损失的人数一定不小。《年谱》只说徐文秀将军当场被杀，而左宗棠一共处决了6名军官，并命令部队立刻恢复进攻。
《年谱》作者忘了讲述左宗棠指挥的进军所取得的局部成果，但他说总体效果是起决定性作用的。马占鳌被左宗棠展现的意志吓倒了，派马俊去左宗棠大营请降。左宗棠怀疑他的诚意，认为马占鳌在跟他耍计谋。不过，他派了几名军官前往河州察看情形。他们回来报告：马占鳌有诚心，所有的回民首领都头顶经书宣示诚意。为了进一步表达诚心，马占鳌把儿子马安良送到左宗棠大营做人质。显然左宗棠这一次比较放心了，因为他豪侠气十足地放回了那个男孩，告诉马占鳌：相信他的承诺。3月2日安排了受降的细节，3月6日马占鳌交出了3000匹马和6000件武器。1872年3月18日，左宗棠派出一支部队进驻河州，平定甘肃的第二阶段落下了帷幕。［3］
马占鳌被任命为清军的将领，他为左宗棠招降甘肃南部的所有回民军，做出了无法估量的贡献。河州的回民没有离开本地，但被迫从属于回民的汉人获得了自由，几百名汉人迁移到了甘肃的其他地区。左军对回民进行了仔细的户口登记，并在太子寺与河州驻扎了重兵。
安德鲁斯根据甘肃的资料讲述了河州战役，他的文字颇为有趣。他写道：
左将军抵达兰州以东80英里的安定以后，派出部队攻击河州地区的回民军，他本人留在安定。两军在狄道地区的三甲集交战。这里的回民军在马占鳌指挥下大败清军，杀死数千人，还有几千人在企图逃过洮河时溺毙，这条河就在清军的后方。
那天发生的故事仍然在民间流传，该地的老居民说，洮河水被血染红，几天后才恢复本色。这是此次战役中的一场大仗，和历史记载相反，导致了清军的惨败。这次大仗的幸存者，其中有许多被迫在回民军中服役的汉人，都记得在战斗结束时马占鳌曾召集部众训话。他指出，这个地区遭到战争的破坏，七八年以来无法从事正常的农作，只要中央政府对这种情况引起了重视，他们就无法取胜。他们在当天刚刚取得如此重大的胜利，但除了跟左将军和谈以外没有更好的出路。
大约两天以后，马占鳌领着十几岁的儿子马安良前往安定，向左宗棠投降。左宗棠已经清楚地看到了他们的勇武表现，很愿意宽宏大量地给他们以礼遇。他向马占鳌询问河州地区回民的人数，马占鳌显然想让对方对自己指挥的部队人数之众产生深刻的印象，夸大了这个数字。根据他提供的数字，左将军课以赔偿金，实际执行的结果是每个人头数千铜板。甘肃政府收到这笔钱，就能按百分之一的面值赎回它发行的纸通货。
马占鳌及其儿子的投降，宣告了这场造反的终结。……［4］
马占鳌投降还有一个重要因素。西宁回民派出了大部队来援助他。在2月19日的战斗过后，他们显然认为战争已经结束，返回西宁去了。马占鳌无疑对金积堡发生的事情印象深刻，意识到自己尽管打了大胜仗，却丝毫未能动摇左宗棠的意志。马占鳌的机灵令他足以了解河州早一天投降，就可能得到较好的待遇。
左宗棠于1872年8月18日进入兰州，这时离他被任命为陕甘总督的日子过去将近6年了。随着马占鳌的投降，这次回民运动的脊梁骨已经断裂，但征战仍然远未结束。回民军仍然盘踞在西宁和肃州两大中心。何况甘肃之外还有新疆，那里的中国当局仍需重建。他还面临着一个艰巨的任务，要让甘肃恢复元气。他快到60岁了，按照中国人计算年龄的办法是年将61，在他前面还有10年时间为大西北鞠躬尽瘁。
他在9月份派刘锦棠去镇压西宁及其周边地区的回民军。刘锦棠未曾参加河州战役，因为他在1871年夏天跟遣散的5000名湘军一起回到了湖南，又在湖南招收了更多的士兵来到西北服役。《年谱》作者没说派到西宁的兵力有多少，但1872年夏秋两季正在西宁以北地区考察的俄国大旅行家普瑞捷瓦尔斯基说，清军兵力在2.5万以上，而防御西宁城的回民军多达7万人。刘锦棠没有费多大麻烦就到了西宁，几次小小的交锋，就把西宁城包围起来了。老湘军于1872年11月攻占西宁，达到了左宗棠在甘肃的第三个目标。
普瑞捷瓦尔斯基对西宁战役做了一些有趣的侧面描述。清军有4门欧洲的野战炮，把回民军轰得心惊胆战。他写道：
每门大炮都由6头穿丝马衣的骡子牵拽，没人敢靠近它们，害怕当即死亡。它们装填的是对清军最有用的葡萄弹和小炮弹。
对于清军攻占西宁部分城墙以后的情形，他继续写道：
在这个关键时刻，听到了中国皇帝结婚的消息。攻城战立刻暂停，士兵们搭起戏台，庆祝这件盛事。欢宴，烟火，演戏，持续了1个星期，在此期间多数官兵都喝醉了，或者沉溺于鸦片烟。他们忘记了尚未征服的敌人。只要有100名稍有胆气的回民士兵混在他们当中，就能发起夜攻，杀死1000名清军，并将其余的击溃。但是西宁的防御者当中连几个勇士都找不到。他们明明知道只要清军攻占了这座城市，他们就不会有好果子吃，可是他们仍然无法鼓起勇气，利用这个唯一的好时机来打击敌人。这是东方人士气衰竭的一个例证……
庆祝了皇帝的婚事以后，清军恢复了军事行动，很快就攻下了西宁。然后对被征服者展开了大屠杀。目击者告诉我们，清军用冷铁兵器杀人杀累了，就把要杀的人集合在一起，无分年龄和性别，把他们驱赶上山，把他们推下悬崖。用这种办法处死的人多达1万。［5］
必须记住，这位杰出的旅行家所写的内容是根据耳闻而非亲眼所见，而且回民军是否拥有他所说的击溃清军的良机，是非常值得怀疑的。刘锦棠不是那样的将领。同治皇帝大婚的日子是1872年10月16日，很可能这件大事得到了规模宏大的庆祝，但并没有像普瑞捷瓦尔斯基听说的那样导致了部队的瘫痪。他对西宁回民命运的叙述或许大体上是正确的。
左宗棠在兰州待了1年，除了推进镇压西宁和肃州地区回民军的作战以外，他彻底重组了甘肃的政府，重新划分各县和各府的疆界。他实施了在甘肃隔离回民的长远措施。安德鲁斯说：
左宗棠证明了自己作为甘肃总督是一个优秀而有能力的行政管理者。他设计了许多聪明的改革，做了大量的工作来加速该省经历了多年内战后的恢复。他采取的一个明智的措施就是将回民隔离在若干个地区，他们在那里一直生活至今。甘肃充满敬意地怀念他……［6］
抵达兰州以前很久，左宗棠就决定在该城建立一所兵工厂，主要是为征战新疆做准备。他克服了重重困难，从欧洲弄来现代设备，并且运到了兰州——这也是不小的功绩。他从宁波、福建和广州招来机械工，他在兰州的这一年中，就使制造局制造出了来复枪、大炮和炮弹。他自己说，那些产品起初不免粗糙，但都能用。他任命来自广州的熟练机械工赖长为制造局总管，级别相当于少将。后来左宗棠又把机器弄到兰州，开了一家毛纺厂。这是一家小工厂，但他说这是为了做试验。如果他能训练出纺纱织布的工人，他就会安装大型机器。西北丰产羊毛，左宗棠计划在甘肃大规模开发羊毛产业。他看不出中国人有什么理由不能学会像欧洲人那样生产出优质的布匹，从而免去进口的麻烦。在甘肃，原材料近在手边，正是发展这一产业的好地方。他指令上海的代理人胡雪岩采购一台打井机和一台蒸汽挖泥机运来甘肃。挖泥机用于在平凉府开挖灌溉渠。他还在兰州建造了一所造币厂，除了铸造铜钱以外，还生产出10分的银币，此币十分流行，以至于供不应求。