陕西回乱时，甘肃回民也相继起事响应。先是河州的闵殿臣、马悟真、马永瑞、马永琳等攻克了狄道城（今临洮），城内居民十万余尽被杀。回军又推马占鳌为都招讨，攻下河州，帮助清军守城的万余汉人全部被处死。1867年9月，河州回军假降，陕甘总督穆图善出省受降，差点被生擒！

1871年春，左宗棠已经剿灭宁夏金积堡马化龙。是年秋，兵分三路向河州进军：中路以傅先宗率鄂军40营（多隆阿旧部）由狄道进兵，一半渡河西进，一半留驻洮河东岸；左路以杨世俊率楚军20营，从狄道之南关坪进峡城；右路分别以刘明灯率楚军10营由马盘监经红土窑进康家崖，徐文秀率10营由静宁经会宁抵康家崖。并令洮州土司杨元率“番兵”四千余，把守拉卜塄、槐树关、沙马关、石关、新城堡等地，一并受杨世俊节制。三路清军在洮河东岸的康家崖一带会师后，渡洮河西进，攻取河州门户太子寺。另外令徐占彪率川军20营由中卫南下靖远、会宁、安定一带，以护卫兰州。这样，清军总兵力达到了3.5万余人。

刘明灯、徐文秀两部首先拿下康家崖，回军撤往三甲集一带。左宗棠令中路傅先宗部和左路杨世俊部在狄道用渡船搭造浮桥，派出12营清军过河结垒，以掩护右路清军渡河。回军在洮河西岸掘壕数道，并筑有炮台，严密防守。康家崖水深流急，清军多次抢渡都被回军击退。11月中旬，前福建布政使王德榜率左宗棠亲兵等马步5营，由康家崖东南六十余里的站滩间道过狄道浮桥，与中路、左路清军配合，猛攻黑山头等回军据点，徐文秀、刘明灯部乘机在康家崖、新添铺渡过洮河。

清军渡河后，急攻三甲集。经过三昼夜激战，清军攻克三甲集，回军退至太子寺（今广河县城）。太子寺在三甲集西南三十余里，是回军的重要根据地。马占鳌令回军在太子寺外挖了一道长壕，深约二丈余，宽四丈余，并在险要处设置了许多垒卡，与广通河北岸的许多回民村堡互为犄角。清军经大东乡和董家山向太子寺进攻，回军依托有利地形顽强抵抗，清军损失惨重，转而从南面进攻。

清军40余营兵力密布于太子寺南面二十余里的新路坡。马占鳌令马海晏率回军数百人乘夜暗潜入新路坡，占领山头；又密派千人挑水运土，浇水筑墙，当时正是隆冬季节，滴水成冰，一夜之间回军就筑成了一座光滑坚硬的堡垒。此时正是同治十一年正月初六。第二天，清军发现回军堡垒突然出现在他们阵地中间时，大为震惊。傅先宗立即调派部队，亲自督攻，不料中弹身亡，回军乘机掩杀，清军大败。正月十一日夜，回军又发起猛攻，全歼徐文秀所部，总兵郑守南、李其祥、杨文林、刘笃志，副将卢才华、王福昌，参将吴明胜等26名将领全部以身殉国，杨世俊率残部倒退30里，据守三甲集。这是左宗棠自出兵以来最大一次失败。

回军建议马占鳌乘胜追击，马占鳌却认为太子寺一仗虽然大获全胜，但总的形势仍然是敌强我弱，太平天国失败了，自彦虎失败了，马化龙牺牲了，光靠河州一地，不以足抗拒清军；即使左宗棠离去，还会有无数个左宗棠来，长此交战下去，回军迟早会被清兵蚕食，而且恐被清军“善后”(大屠或大迁徙)。于是，马占鳌决定向左宗棠投降，双方谈了半年时间才谈拢。马占鳌及其子马安良降清后，归于董福祥部，为了好好表现，开始弯弓反射，协助清军镇压甘肃其余地方的回军，由于作战勇猛，终于取得了左宗棠的信任。清廷给了马占鳌六品军功顶戴。他逝世后，他的儿子马安良接替了他的职务，又随董福祥部收复新疆。这才有了民国时期的“西北三马”：马步芳、马步青、马鸿逵。后来，西路军经河西走廊北上时，遭受到了马步芳的围追堵截，2万余人几乎全军覆没。