在统一了张国焘的思想认识之后，彭德怀根据党中央的指示，于10月28日制定了“海（原）、打（拉池）作战计划”，决定集中三个方面军的力量，在海原、打拉池地区给追敌以歼灭性打击。为了保证党中央作战计划的顺利实施，当日，中革军委任命彭德怀为总指挥兼政委，刘伯承为参谋长，组成前敌总指挥部，统一指挥三个方面军作战。毛泽东曾致电彭德怀：“全战役需掌握于你一人之手。”28日，毛泽东、周恩来还致电朱、张和一、二、四方面军领导，表示完全同意彭德怀提出的海打战役计划，“望各兵团首长动员全体红色指战员，下最大决心，努力争取整个战役的全部胜利，开辟今后伟大的战略胜利之途径”。张国焘也对海打战役计划表示赞同，28日19时，朱德、张国焘发出《关于三个方面军协歼胡敌之部署》电，提出“现决心集中一、二、四方面军打胡敌，消灭其先头一二个师，以小部扼阻靖远毛、王”。认为“此战关系全局，各军政首长即速大大动员，坚决灭此阻碍抗日之胡敌”。20时，朱、张还致电徐、陈和三十一军军长肖克、政委周纯全，表示“决遵照军委之电令，在海原以南地区消灭胡敌先头一两个师，对王、毛由五军牵制之”。电报还分析了战场态势的变化，称“若我不在海打线灭敌，敌将由海原、靖远、同心城、中卫线隔断我军，不仅攻占宁夏目的不能实现，却有被敌各个击破之危险”。可以看出，此时，中革军委、红军总部与前敌指挥部对发动海打战役的认识是一致的。
九军渡河之后，四军、五军、三十一军三个军在胡宗南部压迫之下，也向黄河边上转移。形势紧急，27日徐向前、陈昌浩致电红军总部与中央军委，建议红四方面军全部渡河。电文说：“为着迅速实现宁夏战役计划及便利迎接一、二方面军渡河起见，提议四方面军全部渡河，以一个军对待兰州之敌，四个军迅出中卫、宁夏，并放船到大庙及中卫，迎接一、二方面军。”“如果一、二方面军可单独完成宁夏战役计划，无须我们在技术力量上配合时，提议四方面军亦须全部渡河，准备在兰州、平番间与敌部分决战，亦乘机占兰州之线死守均较妥当。”电文还认为：“四方面军如不全部渡河，各方掩护顾此失彼，不但开路、掩护、决战都难完成，甚至根本影响战役计划，望重决速示，万勿坐失良机。”
这一时期张国焘的思想是非常复杂的，虽然表态拥护宁夏战役计划和进行海打战役，但就内心深处讲，仍然希望四方面军尽快渡河向河西走廊和新疆前进。他说过：“如果我们突破敌人的包围，向陕北前进，沿途会受到敌人的截击，而且所有的红军都挤到粮食缺乏的陕北，反而引动敌军集中包围一处，自然更为不利。”所以张国焘力主西进，认为：“在政治意义上来说，我们如握有河西走廊和新疆地区，可以保障未来西北联合抗日政府的后路，并接通与苏联的关系。从军事意义说来，可以分散蒋的兵力，河西走廊、陕北和延安三点，将使蒋在甘肃的军队处于多面受敌的境地。”对于张国焘的思想，陈昌浩是十分清楚的。他后来回忆说：“他（张国焘）是反对会合的，一会合其王国就垮台了。到岷州后他又要西进，到会宁后他又要我们全军渡河。为什么全军过河他一个人留下呢？有他的道理：如果打通国际路线，取得了援助，军队机械化了是他的，中央对他是无可奈何的。”
收到红四方面军指挥部的建议，张国焘是非常赞同的，立即部署三十一军渡河，并对中央集中兵力击破南敌表示异议。10月28日，朱德、张国焘致电徐、陈并报毛泽东、周恩来，命令“三十一军即开大、小卢子，准备待命渡河，四军主力应在郭城驿、蒋家大路线牵制敌人”。“中革军委认为必须由四、三十一两军在打拉池线与敌决战时，三十一军那时即开打拉池。如明晨八时前毛、周无回电，三十一军即宜开和堡口（河包口）渡河。”28日，朱德、张国焘还致电中央军委和徐、陈，认为“若谓目前重心在击破南敌，停止敌之追击，事实上，四、三十一两军亦难有保证的完成任务，恐反多消耗，不如利用天然障碍坚壁清野。以四军牵制敌人，也可得到争取时间之利”。部署“三十一军即跟三十、九两军后面，迅速渡河”。电文最后还说：“取得物质后，再以主力回击深入之敌，那就更有把握了。究应如何？盼今晚十二时电复。如未得复，徐、陈即依此电执行。”这些电报不但调动三十一军开始渡河行动，也表现出张国焘内心深处的思想认识和急迫心情。面对张国焘态度的变化和基于三十一军已经开往河边待命渡河，29日，中革军委决定“根据朱、张、徐、陈意见，为迅取宁夏起见，三十一军可以立即渡河，在九军、三十军后跟进”。三十一军在军长肖克、政委周纯全率领下急行军到黄河边，军直属队当天就开始渡河。
10月29日，彭德怀司令员发布了各部队集结的电令。30日，向一、二方面军与在河东的红四方面军做出实施“海打战役计划”的部署。命令红一方面军主力共六个师集结于古西安州、麻春堡、陈家湾一线，红四方面军第三十一军集结于打拉池以东干盐池一线，共同组成突击集团，从东西两翼歼灭胡宗南部先头一两个师；第四军和第五军在靖远、打拉池一线钳制敌第三军和第三十七军，保护突击集团右翼安全，红二方面军主力北进到海原以北或西北地区，保护突击集团左翼安全。中革军委批准了这一计划。为保证海打战役的实现，30日，中央又改变同意三十一军渡河的前电，命令：“为战胜胡敌，三十一军即照德怀29日20时电令部署执行任务，胜利后直由中卫渡河。”这样，已经过河的三十一军直属队又一船一船返回东岸。为了统一认识，30日，毛泽东、周恩来致电朱德、张国焘指出：“目前方针，先打胡敌，后攻宁夏，否则攻宁不可能。请二兄握此中心关键而领导之。除九军、三十军已过河外，其余一、二方面军全部，四方面之三个军，统照德怀二十九日部署使用，一战而胜，则全局转入佳境矣。”
但是，张国焘并没有执行中央的指示，却于30日命令第四军撤至贺家集、兴仁堡，第三十一军撤至同心城、王家团庄地区。因而，“海打战役计划”未能实现。对此，10月31日彭德怀致电毛泽东说：“张令第四军开到贺家集、兴仁堡，三十一军开同心城、王家团庄。”“三十一军不配合一、十五军团……于明晨到总部与朱贺任再商解决，以便取得一致行动。”后来彭德怀回忆说：“张国焘到了打拉池后，敌王均两个师尾追四方面军被截断部分前进。我与张国焘面商，只要被截断部分在正面阻拦该敌前进，一军团即可从追敌侧后进攻，在打拉池布置伏击阵地。这样消灭王均部是完全可能的，这样还可与四方面军北渡主力取得联络。张口头同意，却秘密令王宏坤部向同心城方向撤走，破坏了当时的作战部署。”
11月1日，彭德怀在与朱、张、贺、任见面后，就作战计划与统一红军各部指挥等问题取得了一致意见。当日，彭德怀致电中革军委和一、四方面军领导人，通报了情况，称会商的结果是：“一致坚决主张打击胡敌，消灭其二三个师，停止其追击。”关于统一指挥“一方面军、三十一军、四军、二方面军一致努力，为争取上述胜利，并有（由）前敌总指挥统一调遣，朱、张不干预的坚决表示。”关于下一步作战部署，认为“海打以南战役计划已失去先机，现决在海打大道以北，寻战役机动来打击胡敌，战役计划另告”。
至此海打战役计划以流产而告终，使红军错失了实现宁夏战役计划的宝贵时机。
