杜文焕给固原军所有将士的书信中劝告到：现在西北全境已经都在顺侯府控制之下，朝廷粮饷供给已经断绝，仅靠那些存粮能够坚持几日？而自己对固原的兵员、防御了如指掌。甚至还有不少将领都曾是自己的部下。破城只是时间问题抵抗下去除了徒增伤亡以外别无用处。如现在投诚，可以想所有人担保，士兵都可获得优待，将领都则可以继续领兵。
一封书信可以顶得上数万雄兵，曾经的总兵官任了敌军主帅，这对固原的明军冲击太大了，现在固原镇将领和士兵都有点怀疑自己还能不能守住了，虽然现在处在不同的阵营，但是固原军还是有些将领回信表达了敬意，返劝杜文焕不要为贼所用，自绝于朝廷。
在跟固原守军，你来我往的打着嘴仗，相互劝说之际，得知李自成命王世钦为将统兵八万出征甘、宁，杜文焕当即立断命令周清和杜弘域带领三万人马悄悄从华亭西边的水落城而出，突袭通渭、会宁，最终目的占领靖虏卫，形成真正意义上的合围之势。
天水是由关中入甘、宁的必经之路，巩昌知府也在天水布下重兵防守，王世钦和杜文焕取得联系之后，为配合杜文焕的行动，王世钦从宝鸡入巩昌府之后，直接兵分两路，一路进抵天水；另一路绕道北上直击会宁背后的定西城，和杜文焕的三万兵马遥相呼应。攻下定西之后部队再回师南下攻击巩昌府治所陇西县，进而对天水形成夹击之势，一举吞掉巩昌府。
其实说是重兵防守天水，也只是针对巩昌府自己而言，能调集的的最大力量也不过是万余兵马，抽调这些兵马防守天水之后，剩余各县所剩兵力可想而知，就连治所陇西所剩的守兵也只有一卫五千多人马了，这就给王世钦的大军提供了充足的活动空间。
那么多的县城告急，巩昌知府丁元征救也不是不救也不是，干脆装起了死狗，爱咋咋地吧，只要守住了天水和陇西那就是功绩，可是事情怎么会如他所愿呢，仅仅半个月的时间，王世钦亲率的主力就兵临陇西城下了，眼看三四万大军围住了小小的陇西县，丁元征和巩昌卫指挥使张付倒也痛快，直接开成投降了，消息传到天水守将耳中，大骂两人软骨头，斩杀前来劝降的的信使，势要和天水共存亡，无奈的是他想尽忠报国，得英烈之名，可是有人不愿意，尤其是底下的兵士，经常数月发不出一次饷银，只能够勉强吃饱肚子的士兵们，在敌军一顿士兵待遇的宣传之下，直接导致兵变，挟持了天水守将，叛降了。
天水一下整个巩昌府再没有可以抵挡的兵力，各县传檄而定，王世钦进而分兵进守陇西首阳关和定西西边的车厢峡防备临姚府和宁夏镇的援兵；然后提兵三万汇合杜文焕的兵马，入靖虏卫占靖远，之后挥师向东，佘信统帅前部骑军在海源和前来救援的宁夏镇一万骑兵相遇，双方骑兵在宁夏高原上展开了一场混战，最终的结果是，双方各损失数千人，王世钦部后续部队到达，宁夏镇官军仓皇撤退，这让本来兵力就不多的宁夏镇再也不管外边的事了，像被两人争夺的大姑娘似的悄悄放出话来，谁打赢了以后就跟谁。
没有了后顾之忧的王世钦和杜文焕，开始四面合围固原镇，面对两倍于几的敌军，阎世学被迫放弃了大部分地区的防守，将所有兵力集中在固原、平凉、隆德形成的三角区域内，依托六盘山脉的险峻步步防守。
说句心里话，阎世学这么做也是迫不得已，被围在这么一个狭小的区域内，即便是能够防守住又如何，还能有外部力量来救援吗？那显然是不可能的，前来救援的宁夏镇骑兵已经被打了回去，甘肃镇远水解不了近渴，即便是围而不打三五个月也能把自己困死，到时候饥饿的士兵能把自己活吃了，何况外边还有一个原固原镇主帅呢。
对固原镇形成合围半个月之后，见劝降书信石沉大海毫无回应，杜文焕觉得阎世学可能真的是在犹豫，和李鸿业、王世钦商议之后，带着李鸿业的亲笔书信和顺侯府兵部主事的委任状，只身入固原，来了一出单刀赴会的戏码。开始李鸿业还是极力反对的，觉得太危险了，好不容易请出山的大将，万一被扣留或者被杀那不是亏大了嘛。
杜文焕哈哈大笑：“在固原镇敢杀老夫的兵卒还没有生出来呢，他阎世学曾经都是老夫手下的兵，我亲自去请他已经是给足他面子了！”
说完带着二十名家丁骑兵，赶入固原。
别看杜文焕已经不是固原总兵了，但是不少将领都是他提拔起来的，而且他在任期间很少克扣士卒的军饷，在士卒中的威望还在，到达固原城外，阎世学亲自迎接出来，行晚辈礼，将杜文焕接进了固原城，回到帅府阎世学当即命人准备酒宴为杜文焕接风洗尘。
酒席之间，阎世学问杜文焕：“大人世代大明忠臣，因何垂暮之年还要投入叛军帐下啊。难道不怕背上千古骂名吗？”
“哎，世学此言差矣，良禽择木而栖，良臣择主而事；当今皇帝虽然日夜勤劳，但性多疑而任察，好刚而尚气。任察则苛刻寡恩，尚气则急遽失措，忠君之将莫过于袁公，结果如何还不是因小人谗言而凌迟于市；而朝堂之上党争不断，只为一己私利而党争不断，又有谁人为国为民？此实乃亡国之象啊！而顺侯虽起于微末，但胸有雄才大略，知人善任，保境安民；老夫在其治下隐居年余，现在其治下百姓虽然不能算是安居乐业，但在此等年景下能够腹中有食，家中有余，已经难能可贵了。所以老夫才决议出山助其成就一番大业。”
见阎世学刚要开口说话，杜文焕抬手制止了他接着说道：“世学啊，老夫知道你怕背上逆臣贼子的骂名，但大争之世谁又能说的准呢，今日的忠臣没准明日便是前朝余孽，今日的逆臣贼子明日或许就是开国功勋。现在固原已不可守，何不趁此机会投得明主，将来博一个封侯之功呢？”。
“大人容我三思！”阎世学现在心中还是犹豫不定。
看到这种情况，杜文焕掏出李鸿业的书信和委任状：“临行之时，顺侯之弟李鸿业，亲口对老夫说，世学如愿投诚，必尊为上卿，以兵部主事之位以待，老夫入暮之人尚能以西军主帅任之，世学想必以后必能封侯拜相。”
阎世学接过书信仔细研读，信中尽是恳切之语，良久之后，阎世学下定决心：“也罢！未免士卒枉受刀兵之苦，世学还请老大人代为转达投诚之意。多谢了！”
“哈哈哈，如此就对了，从此以后你我同殿称臣，还请世学多加照拂！”杜文焕捋着胡须笑了起来。
确定了投诚，接下来就是各营的将领，阎世学和杜文焕召集各部将领议事，将投诚之事公布，当然也有不愿意投降的，均被阎世学安排的刀斧手砍翻在地，剩余将领没人再敢反对了。
诸事安排已定，阎世学在杜文焕的带领下前来拜见李鸿业，李鸿业对阎世学同意投诚，能兵不血刃的收服固原边军大喜过望，拉着阎世学亲切至极，说；“将军之功，功莫大焉，鸿业代十数万将士多谢将军高义！”，交谈之中得知阎世学儿孙皆全，小孙子才刚刚出生不久，李鸿业当即约为婚姻以安其心；
这下阎世学也放心了，痛快的交出手中兵权，接任了顺侯府兵部主事的职位。
解决掉固原镇这件大事之后，占领整个西北地区基本上就没有什么阻碍了，宁夏镇还有约两万明军、甘肃镇约有四万，陕西行都司、临姚府、姚州卫、珉州卫；零零总总的加起来也不过就是十万兵力，而且宁夏镇小媳妇见固原镇投降了，按之前说好的没有抵抗顺从的跟了绥德军。
兵力彼消彼长，李鸿业他们的西征大军现在加起来将近二十万人，而明军剩余了不到八万。又有杜文焕、王世钦、阎世学这样的宿将指挥，西征大军直接横推了过去，基本上就是一路行军一路接收城池和降兵，在大雪封路之前，部队已经攻下西宁和武威、距离甘肃镇驻地张掖不足七百里，这也是整个西北剩下的最后一块地方了。