白崇禧就這樣用疑兵之計，牽制了賓陽的粵軍，也迷惑了武鳴與高峰隘的滇軍。
按照陣前立下的軍令狀，薛嶽親率第十師作為全軍的先鋒隊，在前開路。他依靠當地嚮導的指引，從崑崙關和高峰隘這兩道天險的懸崖峭壁中，找到了三條連馬匹也通不過的單人小徑。
他令部隊暫將一切笨重東西留下，全師輕裝偷渡關山，一衝就衝到昆賓公路的四塘附近。
薛嶽的部隊從天而降，圍攻南守的滇軍還以為他們是土匪，完全料想不到這支援軍竟飛渡到來，驚詫之餘，措手不及。
張桂聯軍和滇軍在南寧城下鏖戰了三日。薛嶽真正領教了滇軍的實力，其作戰力相當強，整連整連地衝鋒，幾乎使張桂軍難以招架，薛嶽只好調整部署，叫大家不要著急。
正當薛嶽以為與滇軍又有一場惡戰時，滇軍將領盧漢眼見打了三天粵軍餘漢謀部仍遲遲未來合圍，頓生疑心，擔心粵軍和張桂聯軍之間已有諒解，便不戰而退，南寧之圍遂解。
滇軍向西撤退，白崇禧揮軍追擊，以桂軍緊隨滇軍之尾，張軍從右江南岸經果德、果化兼程前進。薛嶽首先渡河到北岸，搶佔平馬縣城。
滇軍見薛嶽部攔住去路，立即在平馬城外西北面發動了異常猛烈的衝擊，企圖殺出一條路來。薛嶽率部堅決阻擊，並令奮勇隊組織反衝鋒。
戰鬥中，一顆流彈飛來，正中薛嶽的腿部，這是他從軍多年來第一次負傷，鮮血打溼了半條褲管，士兵要扶他下火線，他咬著牙大聲說：別管我，把敵人壓下去再說！
頓時，衝鋒號響起，十二師師長吳奇偉率部衝了上來。無獨有偶，子彈不長眼睛，也把他擊倒……
平馬之役，是張桂聯軍與滇軍硬碰硬的較量，比南寧的戰況還要激烈，四軍薛嶽、吳奇偉兩師長都在此役受傷。滇軍見前有張軍阻擊，後有桂軍追擊，已無心戀戰，另擇他路，向西撤退。
南寧和平馬之戰，是張桂聯軍的最後一戰。滇軍退走後，受蔣介石之命前來圍剿的湘軍、粵軍相繼撤離廣西。至此，廣西全省，除梧州外都已由張桂聯軍完整地收復。李宗仁即將總司令部從柳州移到南寧，南寧又恢復了原來廣西省會的地位。
由於腿部負傷，再加上戰事已息，薛嶽向總司令部請求調動工作，他在呈文中道：“平馬之役負傷後，復染瘧疾……尚未復原，懇準暫調工作，俾資調養。”
張發奎親自到醫院看望薛嶽，並充分聽取薛嶽的意見，對四軍再次進行整編。其中，將薛嶽的第十師併入吳奇偉的第十二師，全師編為三十四、三十五、三十六團，以沈久成、歐震、闡維雍分任團長，唐寧縱為參謀長。
薛嶽得到一個閒職，調任柳州中央軍校第一分校校長，韓漢英為副校長，主持日常工作。
薛嶽見張桂聯軍暫時沒什麼起色，反正閒著也閒著，在軍校幹了半年後，便於1931年5月辭去校長一職，又回香港九龍“休閒”去了。
薛嶽走後，張發奎倍感無味，於同年11月也離開第四軍寓居香港，由吳奇偉代理第四軍軍長。