当夜两军混战，直到天明才各自收兵。马超屯兵在渭口，日夜分兵，前后攻击曹操。曹操在渭河内用船筏锁链筑起三座浮桥，连接南岸。曹仁带军夹河立寨，将粮草车辆连接成屏障。马超得知后，命令士兵各挟一束草，带着火种，与韩遂引军并力杀到寨前，堆积草把放起烈火。曹军抵挡不住，只得弃寨逃走，车辆、浮桥全部被烧毁。西凉兵大胜，截住了渭河，曹操无法再立营寨，心中忧惧。
荀攸建议说：“可以取渭河的沙土筑起土城来坚守。”曹操于是拨出三万军担土筑城。但马超又派出庞德、马岱各带五百马军，往来冲突，加上沙土不实，筑起的土城随即就倒塌了，曹操束手无策。
这时已经到了九月底，天气突然变得寒冷，彤云密布，连续几天都不放晴。曹操在寨中闷闷不乐，忽然有人报告说：“有一位老人来见丞相，想要陈述方略。”曹操请老人进来，见他形貌苍古，精神矍铄，自称是京兆人，隐居在终南山，姓娄，名子伯，道号“梦梅居士”。曹操以客礼待他。
子伯问曹操：“丞相想要跨渭水安营已经很久了，现在为什么不趁这个机会筑城呢？”曹操说：“沙土地无法筑成坚固的堡垒。”子伯说：“丞相用兵如神，难道不知道天时吗？现在连续几天阴云密布，一旦北风刮起，必然会非常寒冷。风起之后，您可以驱使士兵们运土泼水，等到天明时，土城就已经筑成了。”
曹操恍然大悟，重赏了子伯。但子伯不接受赏赐就离开了。当晚北风大作，曹操驱使所有士兵担土泼水。由于没有盛水的工具，就用缣囊盛水浇灌，一边筑城一边让水冻上。等到天明时，沙水已经冻得十分坚固，土城也已经筑完了。
细作报告给马超这个消息后，马超带着大军前来观看，大惊失色，怀疑有神灵相助。第二天他集结大军击鼓前进，但曹操却单骑出营只有许褚一人随后。曹操大声呼喊马超出来答话并嘲讽他无法攻下自己的营寨。马超愤怒地想要上前擒拿曹操但被许褚的目光所震慑而退回。从此军中开始称呼许褚为“虎侯”。
许褚向曹操请战表示一定要擒住马超。曹操提醒他马超英勇不可轻敌但许褚仍然坚持要战。他派人送去战书表示要单挑马超决战。马超接到战书后非常愤怒表示一定要杀死“虎痴”。
第二天两军出营布成阵势开始了一场恶战。马超和许褚斗了一百多回合不分胜负。两人换马后又斗了一百多回合仍然难分高下。许褚性起回到阵中卸了盔甲浑身筋突赤体提刀上马来与马超决战。两军都被他的勇武所震撼。两人又斗了三十余合许褚奋力举刀砍向马超但被马超闪过一枪刺向许褚的心窝。许褚弃刀将枪挟住两人在马上夺枪。许褚力大一声响将枪杆拗断各拿半节在马上乱打。
曹操担心许褚有失于是命令夏侯渊、曹洪两将齐出夹攻。庞德、马岱见曹操将领齐出也指挥两翼铁骑横冲直撞混杀过来曹军大乱。许褚臂中两箭诸将慌忙退回寨中。马超直杀到壕边曹军折伤大半。曹操命令坚守营寨不要再出战。
马超回到渭口后对韩遂说：“我见过很多恶战但像许褚这样的‘虎痴’还真是少见啊！”他对许褚的勇猛表示了赞叹。
曹操料想到马超可以用计策击败，于是秘密命令徐晃、朱灵等人全军渡过河西去建立营寨，以便前后夹攻马超。有一天，曹操在城楼上看到马超带着数百名骑兵直冲到他的营寨前，往来飞驰，勇猛无比。曹操看了很久，最后将头盔扔在地上说：“如果马儿（指马超）不死，我恐怕连葬身之地都没有了！”夏侯渊听到这话，心中非常气愤，大声说：“我宁愿死在这里，也誓要消灭马超这个贼人！”于是他带着自己的一千多名部下，打开营门，直接去追赶马超。曹操急忙阻止，但已经来不及了，他担心夏侯渊有失，于是慌忙上马前去接应。
马超看到曹兵追来，就将前军作为后队，后队作为先锋，一字排开迎战。夏侯渊赶到后，马超接住他厮杀起来。在乱军中，马超远远地看到了曹操，于是他撇下夏侯渊，直接冲向曹操。曹操大惊，拨马就逃，曹兵也因此大乱。
正在追赶之际，忽然有人报告说曹操有一支军队已经在河西建立了营寨。马超听到这个消息非常吃惊，无心再追赶曹操，急忙收兵回寨与韩遂商议对策。他说：“曹操的军队已经乘虚渡过河西，我们的军队前后受敌，这可怎么办？”部将李堪建议说：“不如我们割地求和，两家暂且罢兵。等到冬天过去春天到来时再作打算。”韩遂认为这个建议很好就同意了。但马超却犹豫不决杨秋、侯选等人也都劝他求和。
于是韩遂派杨秋作为使者前往曹操的营寨递交求和的书信。曹操看了信后对杨秋说：“你先回寨去我明天再派人回复。”杨秋告辞离去后贾诩进来见曹操问：“丞相您的主意怎么样？”曹操说：“你的看法如何？”贾诩说：“兵不厌诈我们可以假装同意他们的求和请求。然后运用反间计让韩遂和马超相互猜疑这样我们就可以一鼓作气击败他们了。”曹操听后非常高兴地说：“天下高明的见解往往都是相似的。你的计策正合我意。”
于是曹操派人回复马超说：“等我慢慢退兵后再把河西之地还给你们。”同时他命令搭建浮桥装作要退兵的样子。马超得到回信后对韩遂说：“曹操虽然同意求和但这个奸雄难以预测。如果我们不做好防备反而会受制于他。我建议我们两人轮流调兵今天你对付曹操我对付徐晃；明天我对付曹操你对付徐晃。这样分头提防以防他使诈。”韩遂依计而行。
然而这个计划早已有人报告给了曹操。曹操对贾诩说：“我们的事情要成功了！”他问：“明天是谁该来对付我这边？”有人回答说：“是韩遂。”第二天曹操带领众将出营左右围绕他自己单独骑着一匹马站在中央。韩遂的部下有很多人不认识曹操于是都出来观看。曹操高声喊道：“你们都想看看曹公吗？我也只是一个普通人而已并没有四只眼睛两张嘴巴只是多了些智谋而已。”韩遂的部下听了都露出惧色。
曹操派人过阵去对韩遂说：“丞相请韩将军过来会话。”韩遂于是出阵看到曹操并没有穿戴盔甲也脱下自己的衣甲轻装简从地骑着马出来。两人马头相交各自按着马缰绳交谈起来。曹操说：“我与将军的父亲曾经一同举为孝廉我曾经以叔叔的礼节对待他。我也与你一同登上仕途不知不觉已经过去很多年了。将军今年多大年纪了？”韩遂回答说：“四十岁了。”曹操说：“当年在京师的时候我们都是青春年少啊！没想到现在已经到了中年了！如果天下能够清平该有多好啊！”两人只谈论过去的事情并不提起军情说完之后都大笑起来。他们相谈了一个时辰才各自回马告别回到自己的营寨中去。
有人将曹操与韩遂相谈的事情报告给了马超马超急忙来问韩遂说：“今天曹操在阵前都说了些什么？”韩遂回答说：“他只是谈论了一些过去在京师的事情而已。”马超说：“他难道没有说起军务吗？”韩遂说：“曹操没有提起我怎么能独自说呢？”马超心中非常疑惑但没有再说什么就退下了。
曹操回到营寨后，对贾诩说：“你明白我在阵前和韩遂对话的用意吗？”贾诩回答说：“这个计策虽然巧妙，但还不足以离间韩遂和马超。我有一计，可以让韩遂和马超自相残杀。”曹操问是什么计策，贾诩说：“马超是个有勇无谋的人，我们可以利用他的这个弱点。丞相您可以亲笔写一封信给韩遂，信中的关键地方故意涂改模糊，然后封好送给韩遂。同时，我们要故意让马超知道这封信的存在。马超一定会索要这封信来看，当他看到信上的重要内容都被涂改，就会怀疑是韩遂怕他知道什么机密而自行涂改。这样，马超就会更加怀疑韩遂和您之间的密谈，疑心必然生乱。我们再暗中联络韩遂的部下将领，让他们互相猜忌，这样马超就可以被我们图谋了。”曹操听后大喜，说：“这个计策很妙。”
于是，曹操写了一封信，将紧要处都涂改模糊，然后封好，故意多派随从送过马超的营寨。果然有人将这个消息告诉了马超。马超心中更加怀疑，直接来到韩遂处索要信来看。韩遂将信交给马超，马超看到信上有涂改的痕迹，就问韩遂：“为什么信上会有这么多涂改的地方？”韩遂回答说：“信原本就是这样，我也不知道为什么。”马超说：“哪有把草稿送给别人的道理？这一定是叔父怕我知道了什么机密，所以自行涂改了。”韩遂说：“可能是曹操误将草稿封送来了。”马超说：“我不相信。曹操是个精细的人，怎么会犯这样的错误？我和叔父一起合力杀敌，为什么你突然对我有了异心？”韩遂说：“如果你不相信我，那么明天我在阵前和曹操说话，你从阵内突然杀出，一枪刺死曹操，这样你就可以看到我的真心了。”两人于是约定好。
第二天，韩遂带着侯选、李堪、梁兴、马玩、杨秋五将出阵，马超则藏在门影里。韩遂派人到曹操营寨前高喊：“韩将军请丞相出来说话。”曹操于是命令曹洪带着数十名骑兵出阵前与韩遂相见。两人马离数步时，曹洪在马上欠身对韩遂说：“昨晚丞相已经拜谢了将军的话，请将军切莫有误。”说完就回马而去。马超听到后大怒，挺枪骤马就向韩遂刺去。五将连忙拦住马超，劝解他回营寨。韩遂对马超说：“贤侄不要怀疑我，我没有恶意。”但马超哪里肯信，满怀怨恨地离去。
韩遂与五将商议说：“这事该如何解释？”杨秋说：“马超倚仗自己的武勇，常常有欺凌主公的想法。即使我们战胜了曹操，他也不会甘心相让。以我之见，我们不如暗中投降曹操，将来也能不失封侯之位。”韩遂说：“我与马腾结为兄弟，怎么忍心背叛他？”杨秋说：“事已至此，我们不得不这样做。”韩遂问：“谁可以去通消息？”杨秋说：“我愿意去。”于是韩遂写了密信，派杨秋前往曹操营寨商议投降之事。
曹操大喜过望，许诺封韩遂为西凉侯、杨秋为西凉太守，其余的人也都有官爵。双方约定以放火为号共同夹击马超。杨秋拜辞曹操后回见韩遂报告了此事并说：“我们约定今夜放火里应外合。”韩遂大喜就命令军士在中军帐后堆积干柴五将各悬刀剑听候命令。韩遂还在商议设宴赚请马超就席图之的时候马超已经探听到了详细的消息。
于是马超带着亲随数人仗剑先行令庞德、马岱为后应。他潜步进入韩遂的营帐中只见五将与韩遂正在密谈只听到杨秋口中说道：“事不宜迟可速行之！”马超大怒挥剑直入大喝道：“你们这群贼子竟敢谋害我！”众人都大惊失色。马超一剑向韩遂的面门剁去韩遂慌忙用手去迎结果左手被砍落。五将挥刀齐出马超纵步出帐外与五将围绕混杀。马超独挥宝剑力敌五将剑光明处鲜血溅飞砍翻了马玩剁倒了梁兴其余三将各自逃生。当马超再次冲入帐中来杀韩遂时韩遂已经被左右的人救走了。此时帐后一把火起各个营寨的兵都骚动起来。马超连忙上马庞德、马岱也赶到了现场互相混战在一起。
当马超领军杀出重围时曹操的军队已经从四面八方围了上来：前有许褚后有徐晃左有夏侯渊右有曹洪。西凉的士兵们在自相残杀中失去了战斗力。
马超没有见到庞德和马岱，于是带着百余名骑兵，在渭桥之上拦截曹军。天色微明时，只见李堪领着一军从桥下经过，马超挺枪纵马追去，李堪拖着长枪逃跑。恰巧于禁从马超背后赶来，他开弓射向马超。马超听到背后弓弦声响，急忙闪过，但箭却射中了前面的李堪，李堪落马而死。马超回马来杀于禁，但于禁已经拍马逃走了。马超回到桥上驻扎。
曹操的军队前后夹击，虎卫军当先，用乱箭射向马超。马超用长枪拨打箭矢，箭矢纷纷落地。他命令随从骑兵往来突击，但无奈曹军包围得太紧密，无法冲出重围。马超在桥上大喝一声，杀入河北曹军阵地，但他的随从骑兵都被截断了。马超独自在阵中冲突，却被暗箭射中坐下马，他跌落在地上，曹军逼近围攻。
正在危急时刻，忽然西北角上一彪军杀来，原来是庞德和马岱。他们二人救了马超，将军中的战马让给马超骑了，然后翻身杀出一条血路，向西北方向逃去。曹操得知马超逃脱，传令给众将：“无论白天黑夜，务必要追到马超。如能得到他的首级，赏金千金，封万户侯；如果活捉他，就封为大将军。”众将得令后都想要争功，于是陆续追击。
马超不顾人马困乏，只顾奔走。他的随从骑兵渐渐都散去了，步兵走不动的也大多被擒获。最后只剩下三十余名骑兵跟随马超、庞德和马岱逃往陇西临洮方向。曹操亲自追击到安定地区，得知马超已经逃远无法追赶后才收兵回长安。
众将都聚集在长安后向曹操汇报战果。韩遂因为失去左手已经成为残疾之人但仍然被曹操任命为西凉侯并留在长安休养。杨秋和侯选都被封为列侯并负责守卫渭口。曹操下令班师回许都。
在回许都之前凉州参军杨阜来到长安拜见曹操并向他提出建议：“马超有吕布之勇并深得羌人之心。如果丞相现在不乘势剿灭他将来他养成气力陇上诸郡就不再是国家所有了。希望丞相暂时不要回兵。”曹操回答说：“我本来想留下兵力征讨马超但中原多事南方未定不能久留。你应该为我保守这个秘密。”杨阜答应了曹操的请求并又保荐韦康为凉州刺史同领兵屯驻在冀城以防马超进攻。在临行前杨阜请求曹操在长安留下重兵作为后援曹操答应了他的请求并保证已经安排妥当让杨阜放心离去。
众将都问曹操：“当初贼军占据潼关时渭北道缺口您为什么不从河东进攻冯翊反而守在潼关拖延时间然后才北渡黄河立营固守呢？”曹操解释说：“当初贼军守在潼关如果我军刚到就进攻河东贼军必定会分兵把守各个渡口那样我们就无法渡过河西了。所以我故意把大军都聚集在潼关前让贼军全部南守而河西不做准备这样徐晃、朱灵才能顺利渡过黄河。然后我引兵北渡连接车辆树立栅栏作为通道筑起冰城让贼军以为我们兵力薄弱而骄傲轻敌不做准备。我再巧用反间计积蓄士卒的力量一旦时机成熟就一举击破贼军。这正是所谓的‘疾雷不及掩耳’兵法的变化本来就不止一种方式。”
众将又问：“丞相每次听到贼军增兵添众时都会有喜色这是为什么呢？”曹操回答说：“关中地区边远如果群贼各自依据险阻征讨他们不是一两年可以平定的。现在他们都聚集在一起虽然人数众多但人心不齐容易离间我们可以一举消灭他们所以我感到高兴。”众将都拜服说：“丞相的神机妙算我们比不上啊！”曹操说：“这也多亏了你们众位文武之力的支持。”于是重赏了全军将士并留下夏侯渊屯兵长安所得降兵分拨给各部。夏侯渊保举了冯翊高陵人张既为京兆尹与他一同守卫长安。最后曹操班师回到了都城许都。
献帝亲自排列仪仗出城迎接曹操并下诏书给予他特殊的礼遇：“赞拜不名入朝不趋剑履上殿”：就像汉相萧何一样。从此曹操威震中外无人敢与之抗衡。
这消息传到了汉中，惊动了汉宁太守张鲁。张鲁原本是沛国丰人，他的祖先张陵在西川的鹄鸣山中创作道书来迷惑人，因此人们都对他很敬重。张陵去世后，他的儿子张衡继承了他的事业。如果有百姓想学道，就需要交五斗米，因此他们被称为“米贼”。张衡去世后，张鲁又继承了他的事业。
张鲁在汉中自称为“师君”，那些来学道的人都被称为“鬼卒”，他们的首领被称为“祭酒”，而领导众多鬼卒的人则被称为“治头大祭酒”。他们的事务以诚信为主，不允许欺诈。如果有病人，他们就会设立祭坛，让病人住在静室中，自我反省过错，并当面陈述。然后，他们为病人祈祷，主持祈祷的人被称为“奸令祭酒”。祈祷的方法包括写下病人的姓名和认罪的意思，写成三篇文章，称为“三官手书”。一篇放在山顶以奏告上天，一篇埋在地里以奏告地神，一篇沉入水中以申告水神。如果病人痊愈了，就需要交五斗米作为答谢。
张鲁还设立了义舍，里面备有饭米、柴火和肉食。过往的人可以根据自己的需要取用食物，但如果多取了就会受到天谴。在境内有犯法的人，张鲁会先宽恕他们三次，如果不改才会施刑。这里没有官长，所有的事务都由祭酒来管理。张鲁已经这样雄踞汉中之地三十年了。因为国家认为这个地方太远不能征伐，所以就任命张鲁为镇南中郎将，兼任汉宁太守，只需要进贡就可以了。
当年，张鲁听说曹操打败了西凉的军队，威震天下，于是他召集众人商议说：“西凉的马腾被杀，马超新败，曹操必然会来侵犯我们汉中。我想自称汉宁王，督兵抵抗曹操，你们觉得怎么样？”阎圃说：“汉川的百姓有十多万户，财富粮食充足，四面地势险要。现在马超新败，西凉的百姓从子午谷逃入汉中的不下数万。我认为益州的刘璋昏庸懦弱，不如我们先攻取西川四十一州作为根基，然后再称王也不迟。”张鲁非常高兴，于是和弟弟张卫商议起兵。但这个消息很快就被细作报入了川中。
而益州的刘璋是刘焉的儿子，汉鲁恭王的后代。在章帝元和年间，他的家族被封到竟陵，但支庶仍居住在此。后来刘焉官至益州牧，在兴平元年因患疽病而死，州里的大吏赵韪等人共同推举刘璋为益州牧。刘璋曾经杀了张鲁的母亲和弟弟，因此和张鲁有仇。他派庞羲为巴西太守来抵抗张鲁。当时庞羲探听到张鲁想发兵攻取川中，急忙报告给刘璋。刘璋平生懦弱，听到这个消息心中非常忧虑，急忙召集众官商议对策。这时有一个人昂首挺胸地走出来说：“主公放心，我虽然不才，但凭我的三寸不烂之舌，一定能让张鲁不敢小看西川。”