每当关西联军一部一部的到来，曹操总是十分高兴。各将领不明，问他何以如此高兴，曹操说：「关中长远，若贼各依险阻，征之，不一二年不可定也。今皆来集，其众虽多，莫相归服，军无适主，一举可灭，为功差易，吾是以喜。(关中道路长远，若果敌人各依著地势防守，就算出兵攻打，没有一、二年也不可平定。现今他们全部到来结集，人数虽多，但互相都不归服，联军中无一个统领，一举便可以消灭他们，比起他们各自防守，现在容易多了，所以我便感到高兴。)

潼关之战示意图

渡河作战

曹操向关西联军装出要与他们大战的军势，但另一方面却派徐晃、朱灵率四千步骑北上渡河，再到浦阪津过河，在河西设营。闰八月，曹操亲自由潼关北渡黄河。先将大军移至北岸，只有曹操和许褚等虎士百馀人留在南岸负责断后。

马超立即率万多人袭击，乱箭齐发，矢下如雨。但曹操仍然在胡床上不动，许褚见势危，立刻扶曹操上船，船夫却被流矢射杀，许褚左手举著马鞍作盾，为曹操挡箭，右手则拚命撑船，数次受害。驶了四、五里，马超军仍不断追赶、射箭，大军都不知曹操安危，十分担心。这时校尉丁斐命军队放走牛马，用以作饵引敌人，关西联军果然放弃追剿，赶紧追捕牛马，曹操最后才成功渡河。各人见曹操平安无事，悲喜交集，但曹操却大笑：「今日几为小贼所困乎!(今日数次被小贼困住呀!)」

便与徐晃军会合，沿河的道路向南行。联军至渭口防守，曹操便设置多队疑兵，派另一部队乘船渡过渭水，架起浮桥，於夜中在渭南结营。马超等率兵攻打，被曹军伏兵击破。马超等屯兵日久，派使各曹操要求以割让河西为和约，但曹操不答应。九月，曹操渡过渭水，进驻渭南的营地，马超等曾数次前往挑战他，曹操又不答应，只守不攻。当时，曹操曾与韩遂、马超单马会面，曹操只带著许褚前往。马超想持其力大，乘机上前捉拿曹操。不过马超听过许褚的勇武，便问曹操：「公有虎侯者安在?(公(曹操)的虎侯(许褚)在吗?)」曹操用手指一指许褚，许褚瞪著马超，马超便不敢动。。

离间计

关西联军为免作持久战，只好割地、送子质请和。谋士贾诩认为可以假装答应他们，曹操问他有何计策，贾诩说：「离之而已。(离间他们而已。)」曹操明白他的意思，便应许联军的请求。

韩遂作代表与曹操相见。曹操与韩遂父亲在同一年被推荐为孝廉，又与韩遂是同辈，曾有交情。当二人会面时，在马上不谈军事，只说当年在京都的旧事，拍手欢笑。曹军又列出五千铁骑作十重阵，精光耀日，联军惊讶，纷纷前来看曹操是什麼人，曹操笑著对他们说：「尔欲观曹公邪!亦犹人也，非有四目两口，但多智耳!(你们都想看曹某吧!我也只是一个普通人，不是有四只眼、两个口，只是较多智谋耳吧!)」

会面结束，马超等问韩遂：「公何言!(曹操说了什麼!)」韩遂却回答：「无所言也。(没有什麼。)」马超等对韩遂的态度十分怀疑，担心他与曹操私下联系。过了几天，曹操给韩遂书信，信中却在多个言词上涂涂抹抹，改来改去，就像是韩遂改动一样;马超等疑心愈来愈大，曹操便趁此时与联军约定决战。曹操先以轻兵前往挑战，大战了很久，曹军便以虎豹骑夹击联军，联军大败，曹军斩杀了成宜、李堪等人。韩遂、马超便败走凉州，杨秋则前往安定。潼关之战以此结束。

战争结果

曹操在此战将关中数个拥兵自重的军团打败，令他们不能结合反抗，大大削弱了他们的势力。后来，曹操进一步收降杨秋，派夏侯渊镇守长安，与徐晃、张郃等平定韩遂，虽然马超仍然不断聚集群众起兵，但都被夏侯渊压下去，最后只有逃到汉中的张鲁作客将。而曹操也在212年五月，将在京为官的马腾一家杀害。