下马关是国民党预旺县政府所在地，城内居住的全是回民。城墙外砖内土，高3丈多，宽1丈余。
6月11日夜，红十五军团七十五师突然兵临下马关城下，将县城团团围住。驻城守军除预旺县民团外，还有马鸿逵骑兵团第二营，马部守军戒备森严，企图据险抵抗。红军一边派小部队轮番发动小型攻击，骚扰疲惫守军，使敌军不得安宁；一边派宣传队发动政治攻势，对城内喊话劝降、投传单，分化瓦解守军。红军还采取从城外挖地道的办法接近城墙，准备炸开城墙突袭。
红军的这些办法，使城内守军十分恐慌，每天都有零散官兵出城投降或逃跑。红军分析敌情后，找来木匠赶制几十架带轮子的木梯，紧锣密鼓地做好强攻准备。27日晚9时，红军先以火力突击南门和西门，东门、北门也响起了零星的枪声。敌守军遂将东门、北门兵力调至西门和南门，各增加机枪3挺。深夜11时，红军向东门、北门同时发起强攻，所有机枪齐射，守军火力很快被压制。突击分队推着轮梯，迅速冲到城下。激战半小时后，红军分别从北门和东门攻进城内，乘势攻占守军指挥所，守军见大势已去，便纷纷缴械投降。
红军攻克下马关，解除了红军西征部队的后顾之忧，打开了根据地与宁夏的通道。