在朱代珍帶隊沿江而下，一路攻城掠地並占據光海城的同時，吳子玉正帶領著麾下兩個步兵師和一個炮兵師，在三個獨立旅的掩護下，沿著蘭伊鐵路向西域和北疆方面同時發動進攻。

就在大蜀軍政府成立後的第三天，早已陳兵西寧的吳子玉就開始了他的作戰行動。因為北疆地區地域廣大，更兼靠近羅剎國，是非常危險的邊境地區，所以吳子玉親自帶領蜀軍兩個步兵師和炮兵師一個團的兵力，依靠蘭伊鐵路的便捷運輸條件，迅速向著迪化挺進。

在江夏起義之前，趙守宏早已在這些區域進行了大量的准備工作，不但是張捷先等人利用哥老會的關系滲透到北疆、西域和高原各省。馬福祥也利用伊族人的身份，在各省伊民中拉了不少關系。

當年趙守宏派劉湘帶隊到北疆抗震救災，不少戰士甚至因為不眠不休的搶救傷員、挖掘廢墟而犧牲，這些事跡始終在北疆廣為流傳。這些事跡為蜀軍打好了深厚的群眾基礎，間接幫了吳子玉的大忙。這次中川大軍一到，聽說是當年抗震救災的軍隊，各地民眾無不夾道歡迎。

借著火車運輸的迅速，在北疆巡撫袁大化反應過來之前，大軍已經兵臨迪化城下。袁大化驚慌失措之下，連忙招王佩蘭商議對策。王佩蘭是陸軍三十五混成協的協統，他的手下掌控著迪化的防務，對於中川大軍壓境，他也感到十分棘手。

江夏剛剛起義不久，朝廷的注意力都在漢夏方向，這個時候中川突然出兵北疆，這讓他們多少有些反應不過來。想要向清廷請示吧，從北疆到西域沿途的電報線路早就被蜀軍割斷了，根本無法進行聯系。想要抵抗吧，卻沒有足夠的實力，兩人因此遲遲拿不定注意。

袁大化和王佩蘭猶豫不決，吳子玉卻不會猶豫。抵達迪化城外，大軍迅速下車展開了隊形，炮兵師師長徐孝剛親自校炮，將川西兵工廠生產的十二門一百零五毫米榴彈炮擺在了迪化城下。

蜀軍當即給城內送去了最後通牒，要求他們立刻投降，否則蜀軍將會發起全面進攻。袁大化是個對朝廷十分效忠的人，聽說蜀軍來攻他第一個想到的就是死節。因此袁大化命令王佩蘭調動人手，在城牆周圍嚴密布防，打算抵抗到底。

勸降的使者被駁回，徐孝剛也就沒有了顧忌。雖然這次來北疆，他的炮兵師只來了一個炮團，但這個炮團可是整個炮兵師里唯一的重炮團，他的威力足以讓任何敵人發抖。

在勸降失敗以後，徐孝剛立刻命令炮兵向著城中開炮。為了避免傷及百姓，火炮的攻擊范圍被嚴格限制在城牆附近，那里有著第三十五混成協的不少防守官兵。