率部同敌军展开巷战，并击退敌军。此后红九军撤离古浪西进。因在此次古浪战役中，红九军受重创，孙玉清被撤除了红九军军长职务，戴罪立功。1937年1月红五军军长董振堂阵亡后，孙玉清接任红五军军长。西路军失败后，1937年3月，孙玉清率几十名西路军指战员在祁连山区转战，在酒泉南山遭遇敌军，孙玉清在战斗中负伤被俘，被押到西宁。1937年5月下旬的某夜晚，孙玉清被马步芳下令秘密杀害于西宁东关大街敦庆公号后院内，享年28岁。