崔三等人的回民軍，在上年底計劃前往同心，遭到各路清軍攔截，又於1月2日在甘肅寧遠境內被傅先宗的部隊擊敗。
黃鼎新所部趕到郭城驛，回民軍已越過打拉池向東，將要逼近同心。周紹濂所部分兵護送運糧隊，還未歸來，其餘兵力迎擊回民軍，被回民軍擊敗。魏光燾和丁賢發接到警報，從固原北上馳援。
回民軍奔向鹽茶，襲擊莎羅堡和鴉兒灣，獲取糧草，被黃鼎所部多次擊敗。回民軍便分出兵力，從中灘西攻打拉池，西進靖遠，再往南去。徐占彪和楊世俊率部追到榆中以東的甘草店，回民軍南返狄道。
金順和張曜所部這時正在攻打黃河以北的王家疃，陝西的回民軍增援王家疃，遭到兩部聯合阻擊，陣亡幾千人，其中包括首領趙五阿訇。
接著，金順和張曜所部攻克馬泰與納洪兩座寨堡。清廷認為寧夏與金積堡靠近，令劉鬆山所部與金順和張曜兩部聯絡。
劉鬆山等部對金積堡的圍攻，不曾停頓一天，已經攻破周邊的大半寨堡。劉鬆山於1月13日率領劉錦棠等部撲向金積堡的東西兩門，沿著城牆擺陣，發射火箭，焚燒回民軍營帳，還派出壯士攀牆而上，逼近內濠。
濠溝內側的回民軍自己砍斷卡橋，阻遏湘軍。劉鬆山所部無法攻城。
劉鬆山命令部隊準備雲梯，捆束草把，作為攻城器具。他見馬家寨和趙家寨刀矛林立，派部隊攻下兩寨。回民軍剛從南麵甜水河畔的韋州運糧歸來，踏冰渡河，劉鬆山縱兵截殺，回民軍的運糧隊逃走，丟下牲畜、糧草和武器。
馬化龍得不到糧食接濟，大為困窘，埋怨崔三等人遲遲不來救援。他有所不知的是，崔三、禹得彥、馬生彥和白彥虎等部首領確實領兵北上了，可是屢遭清軍挫敗，不得不返回狄道根據地。
馬化龍盼不來救兵，便派部屬謝四去催促崔三率部火速趕來金積堡，又勸說另一支起義軍襲擊陝西北山，企圖截斷劉鬆山所部與金運昌所部的糧道。
馬化龍的這個計劃確實有效。1月23日，他派出的部隊攻占了陝西西北部的定邊。左宗棠覺得情勢嚴重，請清廷批準將郭寶昌的三個營從綏德西調定邊，照顧劉鬆山等部的糧道。清廷認為山西的黃河防禦緊急，仍令郭寶昌所部留在山西，令左宗棠自己派部隊增援定邊。
左宗棠的援兵還未派出，河州的回民軍已經向東北挺進到鹽茶以西的西安州，左宗棠忙令黃鼎率部前往攔截。
2月3日，黃鼎所部從瓦亭北上固原，河州回民軍的騎兵已分為兩路，一路向東北，奔赴同心，一路向東南，奔赴黑城。回民軍繞山路而出，丁賢發所部在石峽口擊敗回民軍的東北一路。
馬化龍讓部屬馬正剛等部南下惠安堡，再向東南推進，分別從寧州和正寧東進陝西的三水。另一支隊伍則東進陝西北部的甘泉，與延安和綏德的綠林軍會合。已經占領定邊的回民軍長驅東進，攻占安定，然後轉向西北推進，襲擊靖邊的寧條梁鎮。
這樣一來，陝西的米脂、同官、蒲城、韓城、合陽、中部、宜君、長武和大荔，都向左宗棠報警。這裏的同官和中部，現在分別叫做銅川和黃陵。
清廷下旨，嚴厲催促左宗棠調撥勁旅返回陝西作戰。馬化龍看到自己的計謀成功了，十分高興，加緊求援，企圖迫使湘軍解去重圍。
2月9日，陝西的回民軍從胡家堡挺進秦渠，向南占據石家莊，在廢棄的堡寨上修築三座壁壘。劉鬆山知道石家莊靠近吳忠，便令譚拔萃等部前往攻擊，須臾就將三座壁壘攻下，派易致中與朱德開所部駐守。
2月13日，劉鬆山率部進攻馬五寨。這座寨堡麵積大，工事堅固，回民軍派精銳據守寨堡東卡，拚死抵抗。劉鬆山令譚拔萃所部攻克外卡，自己督率軍士用引火材料焚燒寨門。眼看守軍已經抵擋不住，這時，一塊炮彈片擊中劉鬆山左胸，他頓時落馬墜地。
一名軍士將劉鬆山背到破屋裏，將領們聽說統領負傷，都奔來圍住他涕泣。劉鬆山喝令他們出去戰鬥。將領們怒火衝天，殺入陣中，一邊縱火，一邊斬殺，大批回民軍燒死、溺死或墜落而死。湘軍俘虜回民軍首領馬五，攻克馬五寨。
將領們返回向劉鬆山告捷，劉鬆山說：“我傷得很重，必死無疑了。但我身受國恩未報就死了，你們不要把我的屍體馬上送回去，我還要化作厲鬼作戰。隻要大家奮力，我死而無憾！”說完便溘然逝去，享年三十七歲。
這時，圍攻堡東兩座寨子的部隊尚未撤回。
左宗棠接到報告，急忙下令，任命劉鬆山的侄兒劉錦棠統領部隊。劉錦棠當時的官職，是布政使銜的道員。