梁兴嗔怒道：“杨秋，我等立韩遂为盟主。韩遂不降，我等焉能投降！”
阎行和杨秋一再劝说，梁兴坚决不答应，程银、侯选、李堪也持观望态度。杨秋于是私下找来阎行，说自己欲投曹操之意，让阎行代为转达。
阎行派人秘密到曹操营寨，报说关中诸将的态度，还送上了杨秋的降书，说杨秋愿为内应。
此时吕布也率领五千并州铁骑从并州赶来，与曹操会合。曹操大喜，准备趁关中诸将互相猜疑时与韩遂、马超决战。
曹操下来战书，马超韩遂也急于结束对峙状态，大军集结前来挑战。曹操先派吕布率五千并州铁骑来迎战，两军对阵，马超当先一马出阵。
马超扬起龙骑尖指着曹军军阵，高喊道：“马超在此，曹将可敢与我一战！”
只见骑兵阵中吕布手挎方天画戟催马上前，指着马超喊道：“你就是马超？你可知吾是何人？”
马超望见吕布头戴凤翅紫金冠，手持方天画戟，朗声笑道：“莫非是吕布？吾闻‘人中吕布，马中赤兔’，今你已无赤兔马，我马超定能胜你！”
“马儿狂妄！吃我一戟！”吕布看马超年轻气盛，仿佛看到自己年轻时的影子。
吕布催马眨眼已到马超跟前，一戟飞速刺向马超面门，马超连忙搦起龙骑尖抵向方天画戟。枪尖与戟间相碰，二人各自交错位置。
吕布回马再度杀来，一戟荡向马超脖颈，马超奋力一枪砸向方天画戟。吕布不敢托大，收戟架住马超的长枪，吕布竟隐隐被马超压了一头。
吕布咬着牙说道：“好大的后劲啊！”
马超冷笑道：“呵呵，这后劲还在后头呢！”
马超再度运力，胳膊上青筋暴起，压着方天画戟往吕布的脖子上靠。吕布拼力顶住，如果是以前，马超这一枪自己能轻松架住。岁月不饶人，吕布如今已经六十岁了，而马超却正当壮年。
作为一个武将，吕布也不服老，吕布集中腰腹力道往上靠。他的脸憋得通红，慢慢将马超的长枪抵了回去。
吕布膂力依旧很强，他压着马超的枪杆，将马超推开。马超连人带马后退了两步，马超稳住身形后，看着吕布的眼神充满了兴奋。
马超笑道：“吕布果然名不虚传，不过你已经老了！你的时代已经过去了！”
马超说着加快了出枪速度，吕布虽能应付，却一时也无法转守为攻。马超将龙骑尖扫了个半圈抡向吕布腰腹，吕布连忙挺戟抵住，确实随着年老，武艺赶不上从前了。
不过吕布的经验还在，二人大战了五十合后，吕布看起来有些疲乏。马超还是太过年轻，瞅准了吕布一个防守空当，马超一枪疾刺向吕布腹部。那一枪眼看就要刺向吕布，吕布却在一瞬间身形后仰，躺到了马背上，随即手中方天画戟如拨云开雾般横扫向马超。
马超惊得一身冷汗，幸亏身上的铠甲为他抵挡了这一戟，方天画戟只是划开了他的铠甲。马超连忙拨马而逃，心说自己还是大意了，方才吕布是故意卖破绽给自己。
马超败退，吕布趁势挥军追击。五千并州铁骑遇上了骁勇善战的西凉铁骑这个强劲的敌手，吕布军虽勇，可西凉骑兵胜在数量。
双方一场大战持续了两个时辰，双方都死伤惨重，吕布纵马往来冲突，也受了几处伤。曹操望见西凉军溃退，一面令张合、高览、曹仁率步骑去支援吕布，一面令曹纯率五千虎豹骑绕到西凉军后方夹击。
马超正与韩遂引军对抗拥过来的曹操大军，后军来报曹纯截断后路，马超派庞德引五百骑兵去支援。庞德引兵到时先稳住阵脚，率西凉军一齐冲锋，与虎豹骑来了一场大混战。
庞德与曹纯交马，曹纯奋战二十合，不敌庞德，策马而走。庞德正欲追击，却见后方军士自相残杀，庞德大惊，原来是杨秋趁机反水。
杨秋引部众赶杀庞德，庞德又回身去战杨秋。此时曹纯见敌军自乱，又回军杀来，两面夹击之下，大败庞德。
庞德奋力杀出重围，带伤去见马超、韩遂，说杨秋已反。韩遂又惊又怒，马超劝说道：“今败势已定，只有分散而逃，方能走脱！”
韩遂于是令候选、程银、梁兴等人自引部众分散而逃，马超则率一千精骑回营寨去找马岱。寨中空无一人，马超料必有人献营，连忙策马而走。
却见帐后一把火起，各寨兵马齐动，马超连忙令军士撤出大寨。原来是阎行引曹军入了军寨，阎行率军直杀向马超，马超且战且走。路上遇到马岱败军，马超马岱率军与阎行互相混战。
马超领军杀出来时，曹兵四下杀到：前有许褚，后有徐晃，左有张合，右有曹洪。西凉之兵，自相并杀。
混战中马超又与庞德、马岱失散，只好引百余骑，截断渭桥等候马岱、庞德。天色已晚，只见李堪领一军从桥下过，马超挺枪纵马拦住。
李堪拖枪而走，恰好于禁从马超背后赶来，于禁开弓射马超。马超听得背后弦响，急忙闪过，却射中前面李堪，李堪落马而死。
马超回马来杀于禁，于禁拍马走了。马超回桥上驻扎，曹兵前后杀到，虎卫军当先，乱箭夹射马超。
马超以枪拨挡，箭矢都纷纷落地。马超令从骑往来冲杀，怎奈曹兵围裹坚厚，冲杀不出去。马超在桥上大喝一声，杀入河北，随从骑兵都被截断，陷入重围。
马超独自在阵中冲突，却被暗弩射倒坐下战马沙里飞，马超摔倒在地上，曹兵慢慢围了过来。正危急时，忽然西北角上一彪军马杀来，正是庞德、马岱。
二人奋勇厮杀，救了马超，牵一匹军中战马给马超骑了，翻身杀条血路，望西北而走。曹操得知马超走脱，传令诸将：“无分晓夜，务要赶到马儿。如得首级者，千赏金，万户侯。生擒者封大将军。”
众将得令，各要争功，火速追袭。马超顾不得人马困乏，只顾奔走，随从骑兵渐渐走散。步兵跟不上的，多被曹军擒去。只剩得三十余骑，与庞德、马岱望陇西临洮而去。
韩遂、梁兴逃回凉州，程银、侯选南入汉中投靠张鲁。曹操避免分兵，亲自率军追马超到安定，杨秋引众来降，曹操得知马超去远，方才收兵回长安。众将云集而至，曹操论功行赏，封杨秋为列侯，令其守渭口。
曹操于是下令班师回许都，凉州参军杨阜，字义山，径直来长安见曹操。曹操问道：“义山不在凉州，来此何干？”
杨阜说道：“马超悍勇，深得羌人之心。今丞相若不乘势剿绝，他日养成气力，陇上诸郡，非复国家之有也。望丞相且休回兵。”
曹操叹道：“吾本欲留兵征剿之，奈何中原多事。韩玄在辽东，不可不防，南方亦未定。吾不可久留。君当为吾保之。”
杨阜领命，又保荐韦康为凉州刺史，共同领兵屯冀城，以防马超。杨阜临行时向曹操请求说：“长安必留重兵以为后援。”
曹操点了点头：“吾已定下，汝但放心。”
杨阜辞谢而去。在这场大决战中，关中诸将的兵力基本损失殆尽，从此结束了关中诸将割据的局面，关中各郡进入了曹操直接掌控的范围。
众将向曹操道贺，曹操笑道：“此战皆赖汝众文武之力。”
曹操重赏诸军，留张合、高览屯兵长安，所得的西凉降兵，分拨给各部。张合保举张既为京兆尹，与其同守长安。
曹操班师回许都，汉献帝刘协排銮驾出城迎接。刘协下诏赐曹操“赞拜不名，入朝不趋，剑履上殿”的特权，如汉相萧何故事。