虽然在慌乱中，曹操的军队仍顺利占有战略优势，曹仁军分别由西北及东南方夹击关中军团的大本营。马超的军团未能利用突击及时逮到曹操，更在张郃少数人马的死战下，无法接近渡口，因此来不及攻击渡河中的曹军，反而使自己陷入不利的战况中。潼关的优势已失，马超只好将主力部队，重新在黄河及渭水交汇处布防，严防曹军渡过渭水，攻击关中军团的后方。
但想渡过渭水也不是那么简单，曹操派出勇猛尽职的乐进作了几次尝试，却都功败垂成。主要原因是渭水南岸几乎全是沙地，先头部队渡河后，无法有效建立防御工事，不但未能掩护随后的主力部队，反而常在毫无屏障下任凭敌军痛宰，连从不埋怨的乐进，也不得不向曹操表示，采取“硬碰硬”的方法是行不通的。
还是参谋娄圭提出妙计，他向曹操建议说： “目前天气已步入寒冬，沙堆浇上水，大约一个晚上会结成坚固的冰墙。所以最好在夜间渡河，暗中堆成沙堆再浇上水，等到天一亮，一座座坚固的桥头堡便形成了。”
曹操下令以张郃代替乐进，在白天指挥军队佯作渡河攻击，由于张郃经常假戏真做，让关中军非常紧张，为应付张邰军团这种不怕死的连番攻击而疲于奔命。就在某个寒冷的晚上，曹操下令早已熟悉对岸地形的乐进趁夜色率先头部队秘密渡河，由于早已经数度演练，乐进军行动非常迅速及安静，渡河时每人均带一水袋，以供筑冰沙墙之用。结果马超的部队几乎完全没有感觉，在清晨来临前，乐进的偷渡部队已建好坚固的桥头堡阵地了。
马超立刻展开攻击，但已无法接近坚固的冰沙城堡。乐进军很快造好一座浮桥，让曹操的主力部队顺利完成渡河的军事行动。
乐进军团在神不知鬼不觉下渡过渭水，并依照娄圭的计划建立了冰沙堡，对关中诸军团的作战士气给予重大的打击。其实，这个时候双方胜负早已分晓，对关中军而言，不过是看看能撑多久而已。
马超决定全力一拼，他亲率直属军进行夜袭，但曹操早有准备，马超军反遭埋伏，大败而回。关中诸军的地险已失，不易防守，也集体屯军于渭水之南，准备和曹军作生死决战。但曹操却下令在桥头堡城墙内坚守，消耗关东诸军粮秣，马超最后只好派使者前往求和，曹操不肯答应。关中诸军团领袖以粮食不继，逼马超速作决策，以免全军崩溃。马超不得已，只好以割地以及送出儿子做人质作为求和条件。
曹操原本不答应，但贾诩力劝曹操应允，曹操不解，问其策略。
贾诩说： “离之而已。”
曹操顿悟，细声道： “我解矣，勿复言。”
马超父亲马腾的老战友，也是关中军副领袖的韩遂，一向以辈分高出马超而不太受调度，马超也无可奈何。韩遂的父亲和曹操同年举孝廉，而自己又和曹操年龄接近，在洛阳时代便曾相识，因此在和谈成立时，便主动邀请曹操前往一叙。
曹操仍热情豪放，和韩遂见面时尽情地叙旧，两人不谈现阶段的尴尬事，尽谈些洛阳时代的趣闻，谈到精彩处更是勾肩搭背，开怀大笑，一点儿也不像是刚谈和的敌对双方。
曹操关中军各部将，久闻曹操英名，很想见一见庐山真面目，乃借此机会争相目睹。
曹操和韩遂并行军前，并对众人笑道： “你们都想认识我曹某人吧!其实我也是普通人而已，并没有长四个眼睛，两个嘴巴，只不过是较善于智谋罢了!"
言罢又和韩遂拍手大笑。
韩遂回军中，马超问和曹操谈什么?韩遂表示叙家常及旧事罢了，马超表示不信，韩遂也很不高兴，彼此矛盾加深。没过几天，曹操写信给韩遂，却又故意涂涂改改，好像和韩遂间有难言之事，马超对韩遂因此更不相信。
曹操见时机成熟，立刻翻脸，下战书给马超等，约期会战。
马超和韩遂各怀鬼胎，使关中军在布阵上漏洞百出。会战当天，曹操看出关中军战斗力在相互牵制下已大幅减弱，乃故意先派出较弱的轻骑兵向对方冲击。关中军虽无心作战，但眼见曹军并不强，心中更是松懈。约一时辰后，曹军精锐的重骑兵及虎豹骑，在曹操亲自率领下出现战场。刹那间，关中军团开始崩溃，成宜及李堪两名大将当场被杀，马超及韩遂向西逃亡凉州，杨秋则率残军退回北方的安定。
虽然作战时间不长，但面对骁勇擅长野战的关中军，曹军的死伤也数以万计。因此在大会战结束后，曹操召集军队将领和参谋人员，作深入的检讨。
本来这次会议的检讨主题相当严肃，因此开始时现场气氛凝重，综观这次战争，犯错最多的便是曹操本人，应该用怎样的角度来“斗争”曹操，大家实在不知道应如何开始。
总参谋贾诩便示意由参谋部提出两个检讨的问题。
其一， “起初敌人坚守潼关，渭河北岸几乎呈空虚状态，明公却不由河东攻击冯翊郡，反而在道关对峙了很长时间，然后又绕道蒲阪津，直接进入河西区，而不走近路，这是什么缘故呢?"
一提到军队调动的战术问题，曹操兴趣便来了，他一向稍带忧郁、沉思的神色立刻一扫而空，开始口沫横飞地说了起来：
“敌人坚守潼关，离河东相当近，我军一攻打河东，他们会立刻调兵去守住各个渡口，那么我们根本无法到达河西地区，去威胁他们的后方。所以我才故意把军队全集中在道关的北方及东南方，让敌人全力防守清水以南地区，使西河地区呈现空虚状态。
西河守备弱，徐将军的绕道攻击策略才能得逞，当我们轻易控制西河地区时，这场战争的胜负已决定一大半。我要求徐将军用木栅及车辆在西河区隔出一条通道，使敌人无法反攻，这便是《孙子兵法》中“先为不可胜，以待敌之可胜”的战略。
由潼关北渡黄河时，我故意自己断后，显示我军防守及配属的漏洞，再设法显示我军的劣势，以使敌军养成娇气，只是运作时稍大意些，差点假戏真作，诸将以后在利用此策略时，应引以为戒。
渡过渭河是最辛苦的行动，幸赖娄圭的妙计，我们顺利达成了。我在筑好营寨后，不战不和，主要在让敌人摸不清我们的作战目标，进而低估我对关中地区的企图心。马超不在意我在他们门前建筑堡垒，反而割地送人质来争取和谈，显然已中了我们的谋略，所以我就将计就计答应，是为了让他们去掉心里的防备。
等到马超和韩遂矛盾已成，我们便蓄势而发，所以这次会战定锐不可当，所谓“迅雷不及掩耳”,战术的变法万千，并没有一定的原则可循，端视主帅的临机应变了。
第二道问题是： “关中诸将一共有十大军，加起来力量颇大，依一般道理，应个别加以击破。但明公在这次战争中，反而敌人每多到一个军团，便表现得很高兴，这又是为什么呢?"
曹操回答说：
关中路途遥远，十大军各据一方，要是据险坚守，想平定他们恐怕不是一两年内做得到的。现在全集中在潼关，人数虽多，却不相统属，谁也不会服从领导。马超虽骁勇无比，但年纪太轻，辈分最低，名义上虽由他指挥，其实谁也不会真正服从他的命令，所以真正全力和我们作战的只有他的直属军而已。
如此一来，不用费太多手脚便可以将他们完全击败，节省不少时间及兵力，这便是我所以每到一个军团，敌军增加了，我却反而更高兴的主要原因。
好一个军事检讨会，在贾诩的策动下，却成了曹操的军事学讲座，一场可能的不愉快纷争，也在曹操神色飞扬的“臭盖”下，消失无踪。对照前面的战争记录，我们发现曹操的议论，有不少只是事后的自圆其说罢了。贾诩的巧妙安排，倒不见得是在讨好主管(从赤壁之战，贾诩坚持反对到底的作风，可看出他绝非阿谀之徒),而是在替曹操这个乱世经营者，建立义无反顾的自信心。
冬十月，曹操大军进入长安城，自董卓之乱以来，长安终于再度回到中央政府的管辖范围内，北方统一的局面，已完成90%以上。但曹操却一点儿也不松懈，他亲率夏侯渊及徐晃军冒雪北征，花了一个多月时间，杨秋终于不支，宣布投降，曹操以意外的宽容态度，恢复杨秋的爵位，并将安定继续由杨秋统治。
十二月，曹操返回长安，留下夏侯渊军留守，继续雍州及凉州的扫**工作，自己率领徐晃返回邺城。
建安十七年(212)秋七月，马超再率众返回司隶区的蓝田，并和冯翊郡的梁兴联合叛变。夏侯渊率军击败马超，并包围冯翊郡，斩杀梁兴。马超投奔汉中张鲁，凉州及雍州几乎全纳入夏侯渊的军事管制下。
建安十九年(214)春，马超在张鲁协助下，再度攻打凉州，凉州守将姜叙告急，诸将建议向邺城的曹操求救。
夏侯渊反对，他表示： “曹公在邺城，相去此地四千多里，要等待大军到来，姜叙早被击溃了，这必须以最快速度救助，以稳定凉州诸将之信心。”
于是派张郃率步骑混合军团五千先行，自己编组关中军，视需要随后支援。马超见张郃军到，凉州诸守将士气转旺，不敢硬拼，随即撤兵离去。
韩遂驻屯凉州边界的显亲，夏侯渊欲攻击之，韩遂退入羌族的兴国氏。夏侯渊率轻骑兵追之，到长离，攻烧羌屯。韩遂联合羌族反包围夏侯渊。诸将见韩遂兵多，乃建议夏侯渊筑营防卫。
夏侯渊反对说：“如今我们千里用兵，深入敌境，全凭一鼓作气之势，如建营寨防守，攻击的锐气一失，必败无疑。韩遂军虽众，来自不同羌族，指挥不一，很容易击溃的。"
夏侯渊于是亲自击鼓，全力攻打韩遂军，果然羌族皆无心应战，纷纷败退。韩遂不得已再向西北逃窜，不再威胁凉州地区。