1、关西起兵：马腾军是西北部的一支军队，本来是自尊的，所以曹操在南下之前就以汉朝的名义叫马腾到京都当官，这让他的儿子马超不敢妄动。208年赤壁失利后，曹操幸运地保卫了合肥，没有被孙权攻击（见合肥之战）。此外，孙权与刘备形成了联盟，曹操加强了南方的防御，转向西部扩张。 211年3月，曹操派钟友出兵攻打汉中张鲁，另派夏侯元等兵到河东与钟友军会合。高柔曾劝曹操：「大兵西出，韩遂、马超疑为攻己，必相扇动。宜先招三辅，三辅苟平，汉中可传也。(大军西出，韩遂、马超等肯定会怀疑是在攻击自己，必然会互相煽动。宜先平定三辅(关中)，三辅(关中)平定，汉中只要传递号召就可以平定。)」曹操不听，继续发兵。
关中的所有将军都有疑问。马超、韩遂、侯选、程银、杨秋、李堪、张衡、梁兴、程毅、马戏团等十多名部队起兵反抗。他们聚集了10万羌、胡、汉混合的军队，在潼关驻扎，准备进攻。洪农、冯毅等县出兵反应，人民从子午谷逃到汉中。曹操派曹仁督各将领抵抗，并命令他：关西兵精悍，坚壁不与战。(关西军精壮强悍，只要坚持，就不要与敌人作战。)
2、曹操出动：七月，受形势迫使，曹操不得不亲自带领军队进攻马超，留下曹丕守卫叶城。(通过多次战争)很多人认为:「关西兵强，习长矛，非精选前锋，不能当也。(关西兵强，善用长矛，如果不是精选的前锋，则无法抗拒。)」但曹操认为：「战在我身上，不在贼也。贼虽习长矛，但不能刺，诸君却观之。(战争的主动权在我身上，不在敌人身上。虽然敌人擅长用矛，但我让他们不要刺。让我们拭目以待。)」(曹操灵活运用战略，避免野战，采取坚壁不出的战略。)
八月，曹操抵达潼关，与马超对峙。曹操总是很高兴关西联军的到来。所有将领都不知道，问他为什么这么开心？战胜后，曹操终于说出了理由：关中长远，若贼各依险阻，征之，不一两年也不能定。今都来集，虽然众多，莫相归服，军无适主，一举可灭，为功差易，我以喜。(关中路途遥远，如果敌人依靠陡峭的地形防守，出兵讨伐，没有一两年也无法平定。如今，他们都聚集在一起。虽然有很多人，但他们并不相信对方。联盟中没有合适的指挥官，他们可以一举消灭他们。现在比他们自己的防守容易多了，所以我很高兴。)
3、渡河作战：曹操向关西联军装出了与他们战斗的军队，但另一方面，他听从了徐晃等人的建议，派徐晃和朱玲带领4000步骑北渡河，然后在浦阪津过河，在河西设营。
马超发现了曹军的走势，于是和韩遂商量:“敌人向北渡河，一定是想绕着我们形成一个围攻的趋势。我们可以派人沿着渭水北面的黄河守卫。这样，黄河东面的曹军就会在不到20天的时间里耗尽粮草，所以黄河东面的曹军就不会战斗和崩溃。”。但韩遂不同意马超的策略，却说：兵法云半渡而击。因此，马超的战略没有得到实施（朱玲等人顺利地从浦阪津过河，形成了联军合围的趋势，联军不能提出割地求和）。后来曹操听说了马超的策略，感慨地说:如果马超不死，我就没地方埋了！八月，曹操亲自从潼关北渡黄河。先将军移到北岸，只有曹操、徐楚等100多名虎士留在南岸，负责破产。
马超不期而至，率万多人攻击(想必在十万联盟中，属于马超的只有一万多人)，乱箭齐发，矢下如雨。然而，曹操仍然静静地躺在胡床上。徐楚见势危，立即帮助曹操上船，但船夫被流矢射杀。徐楚左手拿着马鞍为曹操挡箭，右手拼命撑船，多次中箭。开了四五英里后，马超军仍在追赶和射箭。军队不知道曹操的安全，非常担心。此时，渭南县令丁斐命令人们放弃牛马，以诱饵引诱敌人。关西联军真的放弃了追赶和压制，迅速追赶牛马。曹操终于成功渡河了。大家看到曹操平安无事，悲喜交集，曹操却笑了:「今天被小偷困住了！(自嘲说:今天小偷差点结了！)」
与徐晃军会合，沿河道路向南行驶。从联军到渭口防守，曹操设立了多个疑兵队伍，派另一个部队乘船渡过渭水，架起浮桥，晚上在渭南结营。马超等率兵攻打，被曹军伏兵打破。随着时间的推移，马超等屯兵派使各方向曹操要求割让河西为和约，但曹操不同意。九月，曹操渡过渭水，进驻渭南营地，马超等多次前往挑战他，曹操不应战，只守不攻。当时曹操曾与韩遂、马超单马会面，曹操只带徐楚去。马超凭借武功高强，想偷偷突击活捉曹操。然而，马超听说了徐楚的勇气，知道在渭水救曹操的人是徐楚后。他担心这个计划不会成功，但这是非常危险的。这时，徐楚盯着马超，显然发现了马超的意图，所以马超放弃了攻击计划。转问曹操，听说你军里有个叫“虎侯”的人在哪里？曹操指着徐楚，马超证实了自己的想法。后来曹操称赞徐楚说：“没想到贼也知道有虎侯啊！”
过河后，曹操营寨多次被擅长野战的西部联军冲破。当没有办法的时候，有人提醒曹操，天气很冷（9月实际上几乎是农历十月），他可以用沙子和水建造城市。曹操听从了建议，一夜之间建了一座冰城。第二天联军到达后，我非常惊讶，以为有神在帮助曹操。
4、离间之计：关西联军后路被抢，只好割地送子质请和。顾问贾旭认为他可以假装答应他们，曹操问他有什么计划，贾旭说：「离之而已。(只是离间而已。)」曹操明白了他的意思，就答应了联军的要求。 韩遂作代表与曹操见面。曹操和韩遂的父亲同年被推荐为孝廉，他们也是韩遂的同龄人。他们曾经有过友谊。两人见面时，立即不谈军事，只谈当年京都的旧事，拍手欢笑。曹军还列出了五千铁骑作十重阵，精光耀日，联军惊讶地来看曹操是谁，曹操笑着对他们说：「二欲观曹公邪！也犹人，不是四目两口，而是多智耳！(你们都想看曹某！我只是一个普通人，不是四只眼睛，两只嘴，只是更聪明！)」
会后，马超等人问韩遂：「公何言!(你对曹操说了什么！)」但韩遂却回答：「无所言也。(什么都没有。)」马超和其他人对韩遂的态度非常怀疑，担心他会私下联系曹操。几天后，曹操给韩遂写了一封信，但信中涂了很多字，就像韩遂的变化一样；马超越来越怀疑，曹操同意在这个时候与联军决战。曹操首先用轻兵挑战联军，与联军混战了很长时间。曹操终于派出王牌虎豹骑进攻联军。联军大败，曹军杀了成宜、李堪等人。韩遂、马超便败去凉州，杨秋则逃往稳定。潼关之战以此结束。