疆，后来他们在库车加入了西逃的马仲英部，杨正中则辗转逃到敦煌。1934年1月20日，省军开进伊宁，盛世才任命刘斌为伊犁屯垦使兼伊犁警备司令，宫振翰为伊犁区行政长，进入伊犁的苏军自行撤回，而张培元的新编第八师残部被盛世才改编为新疆边防军第七旅，自此张培元势力在短短20天的时间内土崩瓦解，令南京国民政府和世人目瞪口呆。

　　马仲英并不知道张培元失败的消息，张培元通电讨盛的时候，马仲英派驻迪化准备与盛世才谈判的代表苏继善得知消息，星夜返回吐鲁番向马仲英汇报。马仲英认为这是千载难逢的好机会，于是在1934年1月12日晚指挥万人突然包围迪化，准备速战速决，一举消灭盛世才。

　　盛世才在迪化亲自任城防总司令，任命杨耀均为前敌总指挥（后以哈玉良接替），在乌拉泊、仓房沟部署别克迭耶夫为旅长的归化军两个骑兵团，在大湾、宁夏湾、飞机场一带部署了张风仪、尤得胜、孙庆麟、蒋有芬的部队，命令孟熙步兵旅会同一个团守卫红山、六道湾、碱泉子沟、水磨沟，杨树堂旅守卫西大桥，卢毓林和商团守卫南关和西关，督办公署教导营和军校学生、中等师范学生守卫汉城和满城，盛世骐指挥卫队团负责护卫督办公署。省军在迪化驻军约有9000人，加上各大中学校学生、商团、民团总数大约有2万之众。1934年1月12日晚，省军防守部队与马仲英主力在迪化郊区芨芨槽子激战竟夜。省军不支退守城区，13日凌晨，马军已经将迪化围得如铁桶一般，马军骑兵势不可挡，潮水一般猛攻南梁，省军则顽强阻击，双方各不相让，打的难解难分，伤亡都很惨重，形成了对峙局面。

　　月16日，马仲英见南梁进攻进展不顺，便集中力量转而攻击省军防守薄弱的飞机场、无线电台等地，17日凌晨两地均被马军顺利占领，省军防线出现了一个大缺口。17日上午，由于省军主力当时都在城外设防，迪化城内空虚，情急之下盛世才组织大批学生临时参战守卫城池，并紧急组织民团、商团3000多人，仅发放长矛、斧头登城防御。同时再次紧急请求苏联红军援助。据盛世才当时的副官赵剑锋回忆：在马仲英围攻省城的三十多天中，盛世才每隔一两天就在夜晚派车接苏联驻迪化总领事阿布列索夫到督署商谈军事，主要是促请苏联政府出兵帮助之事。

　　马仲英占领飞机场时，夺取了一架飞机，马仲英随即强迫驾驶员张绪芝驾驶飞机，马坐飞机上持枪威胁驾驶员向盛世才的督办公署投弹，张绪芝无奈投出三枚手榴弹，同时还投下劝降的传单，均未起到丝毫作用。