曹操听说韩遂和杨秋愿意投降，欣然同意，封韩遂为西凉侯，杨秋为西凉太守，其余人等也都封以官职。
双方约定以放火为信号，里应外合，共同对付马超。
杨秋辞别曹操，返回见韩遂，详细汇报了计划：
“约定今夜放火，与曹军内外夹攻。”
韩遂听后大喜，立即命令士兵在中军帐后堆积干柴，五将各自悬刀持剑，准备行动。
韩遂与众人商议，打算设宴邀请马超，以宴会为名设下埋伏，但犹豫未决。
不料马超早已探得消息，带领亲随数人，仗剑先行，同时命庞德、马岱为后援。
他悄悄进入韩遂的帐中，见韩遂正与五将密谋，只听杨秋说道：
“事不宜迟，应速速动手！”
马超大怒，猛然挥剑冲入帐内，厉声喝道：
“尔等贼人，竟敢谋害我！”
众人惊骇失措。
马超一剑直劈向韩遂的脸，韩遂慌忙用手去挡，却被砍断了左手。
五将见状纷纷拔刀围攻，马超跃出帐外，与五将混战。他独持宝剑，以一敌五，剑光闪处，鲜血飞溅。
他先后砍翻马玩，劈倒梁兴，其他三将见势不妙，各自逃命。
马超又杀入帐中，欲斩韩遂，韩遂却已被左右救走。
此时帐后的干柴突然燃起烈火，各寨兵营乱作一团。
马超急忙上马，庞德、马岱也率军赶来，与曹军混战一片。
马超趁乱杀出重围，但曹操的援军也四面赶到：前有许褚，后有徐晃，左有夏侯渊，右有曹洪。
西凉军队因内讧而自相残杀，军心大乱。
马超不见庞德、马岱，遂引领百余骑奔至渭桥之上驻扎。
天色渐亮，忽见李堪率一支军队从桥下经过，马超挺枪跃马追赶，李堪拖枪逃跑。
正在此时，于禁从马超背后赶来，开弓射箭。
马超听到弓弦声响，急忙闪避，箭却射中了前方的李堪，李堪当即坠马身亡。
马超回身欲杀于禁，于禁拍马逃走。
马超返回渭桥继续驻守。
此时曹军大举包围，虎卫军冲在最前，乱箭齐发射向马超。
马超以枪拨箭，箭矢纷纷坠地。
他命部下往来突杀，但曹军围困坚固，无法冲破包围圈。
马超在桥上大喝一声，率军冲入河北，与敌军激战，然而部下从骑纷纷被截断。马超孤身奋战，在乱军中杀出血路，却被暗中发射的弩箭射中，坠下战马。
曹军趁势合围，马超危在旦夕。
正此时，西北角突然杀出一支援军，原来是庞德、马岱率兵来救。
他们救下马超，将战马交给他骑上，三人杀开一条血路，向西北方向逃走。
曹操得知马超逃脱，下令追击：
“不论昼夜，一定要捉住马超。”
“斩首者赏千金，封万户侯；若能活捉，封大将军！”
众将听命，各自争功，连夜追赶。
马超一路顾不得人马疲惫，只管策马疾奔。从骑逐渐散去，步兵跑不动的多被俘虏。
最终，马超仅余三十余骑，与庞德、马岱逃往陇西临洮而去。
曹操亲自追至安定，得知马超已经逃远，这才下令收兵，返回长安。
各路将领汇集于长安时，韩遂因左手被砍，已成残疾之人。
曹操安排他留在长安养伤，并授予西凉侯的爵位。
杨秋和侯选也分别封为列侯，命他们驻守渭口防线。随后，曹操下令班师回许都。
此时，凉州参军杨阜，字义山，专程赶到长安面见曹操。
曹操问他有何见解，杨阜说道：
“马超有吕布那样的勇武，又深得羌人的支持。”
“如果丞相不趁此机会彻底剿灭他，他将来积蓄力量，陇上诸郡恐怕不再属于朝廷。”
“恳请丞相暂且不要撤兵。”
曹操回答：
“我本来也想留下兵力继续征讨马超，但中原事务繁多，南方局势尚未平定，实在无法久留。”
“你可以替我负责此事。”
杨阜领命，同时保举韦康为凉州刺史，与他共同驻守冀城，防备马超反扑。
临行前，杨阜向曹操请求道：
“长安必须留有重兵作为后援。”
曹操答道：
“我已经安排妥当，你放心前去。”
杨阜于是告辞离去。
诸将随后请教曹操：
“起初马超据守潼关，渭北道路断绝，丞相为何不从河东攻打冯翊，而是选择固守潼关，延误许久后才北渡并固守营垒？”
曹操解释道：
“起初敌军守潼关，如果我刚到时便取河东，敌军必然分兵守住各个渡口，届时我们便无法渡过河西。”
“所以我先集中兵力摆在潼关前，逼迫敌军集中兵力南守，而让河西空虚不备。”
“因此徐晃和朱灵得以顺利渡河。”
“之后我率大军北渡，在渡口以连车为栅筑成甬道，又利用寒冬筑冰城，故意让敌人以为我们兵力薄弱，麻痹他们的戒心。”
“等到敌军疏于防备时，我巧用反间计，蓄养士卒的体力，一旦时机成熟便突然发起猛攻。”
“这正是所谓‘疾雷不及掩耳’。战争的变化，多种多样，这只是其中之一。”
诸将又问：
“丞相每次听闻敌军增兵时，总是露出喜色，这是为何？”
曹操笑道：
“关中地处偏远，如果敌军分散各处据守险要，我们要逐个征讨，至少需耗费一两年才能平定。”
“但如今敌军集中在一起，虽然人数众多，但人心不齐，容易离间，一举即可击溃。”
“所以我对此感到高兴。”
众将听后拜服，说道：
“丞相的神机妙算，实非我们所能企及！”
曹操谦逊道：
“这也是多亏了你们众文武之力。”
随后，他重赏各军。
曹操留夏侯渊率兵驻守长安，并将降兵分配至各部。
夏侯渊又推荐冯翊高陵人张既，字德容，担任京兆尹，与他共同镇守长安。
曹操随后率军班师回到许都。