八月，曹操从潼关北渡黄河，派遣徐晃、朱灵等率领四千人夜渡蒲阪津，马超知道后，派遣梁兴率领五千兵进攻徐晃，但被徐晃击退，徐晃占据河西设立营寨。
曹操亲自率军从潼关北渡，前队刚过，曹操和许褚以及虎士一百余人断后，马超突然率领步骑一万馀杀到，曹操身边的一百余人在马超军的箭矢覆盖下不知所为。
但曹操仍然坐在胡床上一副不害怕的模样，就是不起身。
许褚、张郃等将领，看这架势就知道自己的主公装逼装的过了，见事情紧急，直接将曹操架起带出船中，急忙渡河，而这个时候马超率领骑兵在后边追边射，箭如雨下，曹操几乎丧命。曹操部下虎痴许褚一手用马鞍挡箭，一手撑杆，拼死救出曹操。
最后还是曹操帐下校尉丁斐在河岸放出大量牛马，马超的士兵顾不得乘胜追击，跑去抓奔跑牛马，马超控制不住，曹操因此才得以成功渡河。曹操手下将领见到南岸处的兵败，又不知道曹操在哪，都非常的惶恐害怕，到后来见到曹操，心情有的悲伤有的惊喜，还有的都吓哭了。
曹操却大笑说："今天差点被小贼的困住了！"也希望用这句话，还掩盖自己心中的惊讶。
九月，曹操遁过渭河作甬道到渭南。马韩联军失去战略要地，只能退守，拒兵屯在渭口，曹操却多次设疑兵，用船载兵偷偷潜入渭河，做成为浮桥，到一天夜里，曹操分兵在渭南结营。
联军趁夜攻击兵营，曹操设置伏兵击破马韩联军偷袭。于是马超等人屯兵在渭南，遣送信件，请求割河西一带和谈，但曹操不答应。
在楼圭泼水筑冰城的计策下，曹操大军得以分批渡过渭水，马韩联军数次挑战，曹操只是不应战，联军只能请求割地，送人质请和。曹操采取贾诩的计策，假装答应，然后在阵前和韩遂谈言欢笑，
期间马超韩遂在与曹操当面谈判时，马超自负其勇力绝人，在马前放置六斛米囊，骑马来回奔走，用斛米测量曹操的体重，想要暗中偷袭擒捉曹操，但听说曹操的护卫许褚，勇猛过人，所以放弃了这个想法。曹操不久后知道，心有余悸，说：“差点被狡猾的贼人所欺凌。”
让联军猜疑韩遂，曹操又写了一封涂改伪招安信给韩遂，离间关中联军，导致了关中联军的军阀们相互猜疑。曹操趁此机会发动攻击，在渭南一带发动大决战，联军大败，成宜、李堪等战死。
潼关大战后，总计军民死伤数以万计，同时那也是曹孟德打的最为凄惨激烈的一仗了，说实话曹操也后悔没有听卫觊的话，逼反关中诸将。
（马超的渭南一战，算得上是历史上较为浓墨重彩的一笔了，其中绝大部分记录在武帝纪之中，而且记载的也算是颇为详细了。
没有官渡的乌巢大火，也没有赤壁的诈降放火，就是实打实的双方攻略，最后的结果是，曹操胜在狡诈，马超好在悍勇。
马超的悍勇加上韩遂的心思深沉，若非是反间计用的漂亮，恐怕曹孟德想要胜利，那是相当的费劲了。
《三国志·武帝纪》：秋七月，公西征，与超等夹关而军。公急持之，而潜遣徐晃、朱灵等夜渡蒲阪津，据河西为营。公自潼关北渡，未济，超赴船急战。校尉丁斐因放牛马以饵贼，贼乱取牛马，公乃得渡。
《曹瞒传》：公将过河，前队适渡，超等奄至，公犹坐胡床不起。张郃等见事急，共引公入船。河水急，比渡，流四五里，超等骑追射之，矢下如雨。诸将见军败，不知公所在，皆惶惧，至见，乃悲喜，或流涕。公大笑曰："今日几为小贼所困乎！"
《三国志·武帝纪》：秋七月，公西征，与超等夹关而军。公急持之，而潜遣徐晃、朱灵等夜渡蒲阪津，据河西为营。公自潼关北渡，未济，超赴船急战。校尉丁斐因放牛马以饵贼，贼乱取牛马，公乃得渡，循河为甬道而南。贼退，拒渭口，公乃多设疑兵，潜以舟载兵入渭，为浮桥，夜，分兵结营于渭南。贼夜攻营，伏兵击破之。超等屯渭南，遣信求割河以西请和，公不许。
《三国志·武帝纪》：九月，进军渡渭。超等数挑战，又不许；固请割地，求送任子，公用贾诩计，伪许之。韩遂请与公相见，公与遂父同岁孝廉，又与遂同时侪辈，於是交马语移时，不及军事，但说京都旧故，拊手欢笑。既罢，超等问遂：“公何言？”遂曰：“无所言也。”超等疑之。他日，公又与遂书，多所点窜，如遂改定者；超等愈疑遂。公乃与克日会战，先以轻兵挑之，战良久，乃纵虎骑夹击，大破之，斩成宜、李堪等。遂、超等走凉州。）
马超、韩遂再次派使者送信给曹操，想割河西之地请和，但曹操不同意，马超于是退兵回到了凉州上邽， 郡人任养率自己的部众迎接马超！
曹操追兵到安定后，因为河间有人反叛，于是撤军回东边，当时作为使节的杨阜劝说曹操：“马超有韩信、英布那样的勇略，又深得羌人、氐人的拥戴，整个西州都非常敬畏他，如果大军归还，不做周密