一、北洋軍的八路「兜剿」計劃和
起義軍的西征決策
白朗起義軍連戰獲勝，袁世凱十分驚慌，連電段祺瑞和段芝貴，命令他們加派部隊，「酌配利器」，再次組織更大規模的「圍剿」，務求「早日蕩平」４。
1914年3月15日，段祺瑞根據袁世凱的指令，與段芝貴等分析了前段作戰情況，認為起義軍慣於避實擊虛，合圍、追擊均難於奏效，但也別無良策，只得仍然採取老一套的辦法，實行所謂分進合擊，八路「兜剿」。其具體部署是：豫皖「剿匪」副司令王汝賢率所部一旅及歸其節制的何其慎旅駐裕州，另以一團駐許昌；騎兵第一旅旅長陳文運率所部駐襄城、葉縣；河南陸軍第一師師長張錫元率部駐舞陽、泌陽；河南護軍使趙倜駐洛陽，所部毅軍分扎汝州、寶豐一線；鎮嵩軍統領劉鎮華率所部駐盧氏，另以鎮嵩軍或毅軍兩營駐於熊耳山、杏花山之間，切斷起義軍回基地之路；奉軍吳慶桐旅駐南陽、唐縣；北洋陸軍第九師十八旅旅長張聯升率所部駐浙川附近，兼防鄖縣；湖北陸軍第三旅旅長盧金山所部之一營併入北洋陸軍第二師，以第二師一個團駐新甸鋪（新野南三十里），相機前進，另一個團為游擊之師，四面策應。
此外，為了保障後方運輸，令北洋陸軍第八混成旅旅長徐占鳳等率部加強鐵路沿線防守。
在北洋軍剛剛部署八路「兜剿」之際，白朗等起義軍首領作出了西征陝甘，伺機入川的決策，並利用很短時間作了如下準備：
（一）起義軍改稱「公民討賊軍」，白朗任總司令，李鴻賓為參謀長，建立了統率機關。
（二）區分前、中、後三軍，以王生歧１為前軍總司令，韓世昌為中軍總司令，白瞎子１為後軍總司令。
（三）將分散活動的部隊調回，分別集結於豫、陝交界的荊紫關、盧氏一帶，作好入陝的準備。
二、攻破商縣，威逼西安
起義軍在荊紫關停留三日，於3月17日分路西進，連克西坪、富水關、商南、武關。20日，先占龍駒寨（今丹鳳），繼克商縣，殲敵百餘人。起義軍順利進入陝西，使段祺瑞的八路「兜剿」計劃完全落空。段本人於3月下旬被召回京。
陝督張鳳翽見起義軍來勢兇猛，省城西安受到嚴重威脅，倉皇率軍至黑龍口、藍田進行防禦，以民政長宋聯奎會辦軍務，專守省城。3月25日，宋聯奎急電段祺瑞、段芝貴，要求豫、鄂兩省速派北洋陸軍第二師由荊紫關、毅軍由潼關、鎮嵩軍由盧氏、張聯升旅由鄖西分路進擊。
北洋政府為確保西北重鎮西安，除令王汝賢第八師和趙倜毅軍分左右兩路急赴荊紫關、潼關追堵外，又令北京南苑航空學校將法式雙翼飛機四架運抵潼關助戰；命京畿軍事執法處處長陸建章，率拱衛軍十二營及雷震春部八個營共約萬人，沿京漢轉隴海鐵路入陝；命川軍加強漢中方向防禦；命山西都督閻錫山扼守晉南要隘，並增兵潼關，配合陝軍作戰；命甘肅駐重兵於乾縣、鳳翔以西，防堵起義軍西進。為了統一指揮，以後又命陸建章為「西路剿匪督辦」、趙倜為「會辦」。袁世凱調集號稱二十萬大軍（實際十餘萬人），企圖消滅起義軍於陝西境內。
白朗在攻克商縣後，以一部兵力進攻藍橋（藍田東南二十五里）、孝義（今柞水），自率主力指向漢中，準備伺機入川。進攻藍橋的起義軍為陝軍所阻，遂西趨引駕回，於3月30日克孝義。進軍漢中的起義軍，於24日占山陽，29日占鎮安。31日，張鳳翽返回省城，與宋聯奎共商圍攻起義軍的部署：令張建有團改騎為步，從大峪口（藍田西南五十里）入秦嶺迎頭堵擊，陳樹藩第四旅由商縣西楊家斜南下尾追；飛調駐防漢中的兩個營馳赴興安（今安康），催令漢中鎮守使張鈁率部進至紫陽、洵陽（今旬陽），扼守漢水要口，防止起義軍南下入川；催促豫、鄂各軍迅速西進，實行四面圍攻。
起義軍主力進至鎮安、鳳凰咀地區後，得悉南下入川的道路已被阻塞，遂與攻佔孝義的部隊會合，決定出秦嶺北上。先在孝義以北的營盤嶺將張建有團擊潰，斃傷敵營長以下官兵一百二十餘人。隨後，於4月初分別由庫峪、大峪口出秦嶺入關中。4月6日克盩厔（今周至），8日渡渭水，經武功直趨醴泉（今禮泉），聞陳樹藩旅已進駐醴泉，遂改攻乾州（今乾縣）。9日黎明，起義軍炮轟縣城，乘敵慌亂之際，大隊攻進城內。13日、14日又先後攻佔永壽、邠州（今彬縣）。此時，陳樹藩已率部至永壽，他命第七團團長率第三營向邠州進攻，親率第八團二、三兩營及軍士隊二百餘人進攻邠州西南之大峪鎮（今太峪）。起義軍與陳部激戰兩晝夜，三戰皆敗，遂撤離邠州城，進入該縣所屬之西南山中。之後，又乘陝軍不備，於18日、19日先後攻破麟游、岐山。駐鳳翔的甘軍見起義軍來勢兇猛，相率退避至隴州（今隴縣）一帶。此時，趙倜所率之毅軍已尾隨而至，於4月21日抵鳳翔。起義軍繞過鳳翔，於21日、22日先後破麟陽（今千陽）、隴州。毅軍緊追不捨，起義軍轉入固關山中，據險抵抗。毅軍越山繞路，四面包抄。起義軍拒敵失利，陣亡一千五百餘人，丟失槍支、騾馬甚多。在此不利情況下，白朗便率部繼續西進，入甘肅境內。
三、入川計劃受挫，在甘處境艱危
起義軍首先在陝甘邊的固關鎮與甘肅驍勇軍統領崔正午所部近千人接戰，一舉將崔部擊潰，於4月底由張家川進入甘肅境內。甘肅都督張廣建急忙在蘭州東南地區組織防禦，其方針是「一以遏其奔竄，一以跟蹤游擊」。並作了如下部署：循化、夏河、狄道（今臨洮）、洮州（今臨潭東）、岷縣，由提督馬安良所部及原駐循化、夏河等處各營分段扼守堵截；安定（今定西）、通渭、隴西、狄道四縣，由鎮守使張定邦所率五營分段駐紮，嚴守省垣門戶，並以餘力兼顧會寧一帶；寧遠（今武山）東南各縣，由鎮守使馬國仁及分統馬國禮所率各營分守要隘，並抽調一支部隊機動馳擊；靜寧以東各縣，由平涼護軍使張行志所部各營分別防堵，並抽調「勁旅」機動作戰；由統領吳炳鑫率所部在靜寧、通渭、安定、狄道、會寧、隴西、渭源等處游動作戰，並與統領張定邦及寧遠軍聯絡，以壯聲勢；甘州提督焦大聚為行營總司令，率所部三營以及分統馬永祥三營、統領崔正午所餘各隊、統領陳正魁三營、幫統馬忠孝四營，在營務處金承蔭輔助下，即時開赴前線「跟蹤痛剿」。
起義軍在擊潰崔正午部後，即翻越高塬深澗，迤邐西行，抵達通渭、馬營一帶。為了阻止尾追的毅軍，所過之處，在井內塞以死屍穢物，實行堅壁清野。趙倜部有的終日不得一飲，有的兩天僅食一餐，騾馬因飢渴而死者日有十餘頭，行軍宿營造成極大困難。當趙倜部追至馬營南山時，起義軍於各要隘設卡據守。趙部分左右兩隊猛攻，奪取了一些要隘。起義軍乘趙部用飯之際，突然從四面圍攻，激戰兩小時後，向寧遠方向轉移。這次戰鬥，使趙部遭到相當大的損失，起義軍也陣亡二百餘人，丟失快雜槍百餘支。
5月初，起義軍兵鋒指向寧遠以東的洛門鎮。當地駐軍馬國禮、陳正魁部得悉起義軍來攻，「馬則逗遛不前」，「陳則鹵莽前進，……倉皇迎戰」。移時，起義軍將陳部三面包圍，猛烈攻擊，殺傷甚眾。陳正魁率殘部退守洛門鎮，起義軍加緊圍攻，「逼令繳出快槍四百餘桿、子彈約四五萬粒，始將該隊放走」１，洛門鎮遂被起義軍佔領。這時，尾追的毅軍因「數十日奔逐，傷病疲勞，為數甚多，隨隊急追，必多牽累」，乃派三個統領率八個營輕裝向隴西「追剿」，趙倜則「帶傷病鎊兵及輜重暫赴安定休息調養」。１這支追趕起義軍最賣力的部隊，已被拖得疲於奔命，狼狽不堪。
洛門鎮戰後，適值天雨，趙倜的「追剿」部隊被暴漲的河水所阻。起義軍乘機於5月3日攻破伏羌（今甘谷），然後直趨隴南重鎮秦州（今天水）。秦州守軍有總兵馬國仁所部五營。馬將部隊佈置在城西之北山、三十里店一帶進行防禦。4日，起義軍先以少數部隊進襲，隨即且戰且退，誘敵脫離既設陣地。馬國仁未探明情況，親自率隊追擊，結果遭到伏擊，被起義軍擊斃。馬部見主將斃命，頓形潰亂。起義軍乘勢猛追，直逼城下。城內官吏開城投降，秦州遂被起義軍佔領。
起義軍在洛門鎮、秦州兩戰獲勝後，士氣復振。5月7日取道徽縣南下，意欲由此入川。因有川軍步兵第十、第十二團、炮兵第三團在略陽一線堵截，隨即經成縣轉趨階州（今武都）、文縣，擬由碧口入川。5月14日，起義軍攻佔階州，川軍聞警，即由碧口星夜趕至階州方向防堵。起義軍入川的道路又被堵塞，士氣受到一定影響。這時，跟蹤追擊的毅軍、甘軍又相繼趕到。起義軍遂北上宕昌，經哈達鋪（宕昌西北六十里）、荔川（今理川），於21日破岷州（今岷縣），25日破洮州，威脅蘭州。
岷州系藏民聚居區，洮州系回民聚居區。藏、回等族人民既受反動統治階級的歧視和壓迫，又受本民族上層分子的欺騙蒙蔽，與漢族人民之間存在著一定的隔閡和矛盾。起義軍進入上述地區後，由於不能正確處理民族關係，因而引起藏、回人民的不滿和反抗。如在攻取洮州城時，回族民眾和甘軍一起據險反擊，起義軍進城四天，戰鬥仍未停息。這樣，起義軍成了與當地人民對立的孤軍，人員、械彈無法補充，給養的籌集十分困難，只得殺馬充飢。由於提督馬安良等所率追兵和地方反動武裝已節節進逼，趙倜又率軍至狄道堵截，形成首尾夾擊之勢，起義軍陷入十分被動和危險的境地。
這時，起義軍領導集團內部在入川還是返豫問題上的矛盾明顯地暴露了出來。白朗等主張繼續南下入川，李鴻賓、宋老年等主張重返河南。鄉土觀念濃厚的起義軍戰士，經過長期艱苦轉戰，思鄉心切，也不願入川。在眾意難違的情況下，白朗不得不同意回師返豫。