建安十六年（公元211年，辛卯年）
春天，正月，朝廷任命曹操的世子曹丕为五官中郎将，给他配置了下属官员，让他做丞相的副手。
三月，曹操派司隶校尉钟繇去讨伐张鲁，又让征西护军夏侯渊等人带兵从河东出发，和钟繇会合。仓曹属高柔劝说道：“大军往西进发，韩遂、马超他们肯定怀疑是来袭击自己的，这样必然会互相煽动，联合起来反抗。咱们应该先招抚三辅地区，如果三辅地区平定了，那拿下汉中只要发一道檄文就行了。”曹操没听他的。果然，关中的那些将领都起了疑心，马超、韩遂、侯选、程银、杨秋、李堪、张横、梁兴、成宜、马玩等十路人马都造反了，他们一共有十万人，驻扎在潼关。曹操派安西将军曹仁统领众将前去抵挡，下令坚守营垒，不要出战。同时，曹操让五官中郎将曹丕留守邺城，让奋武将军程昱参与曹丕的军事谋划，门下督广陵人徐宣担任左护军，留下来统领各路军队，乐安人国渊担任留守府的长史，负责处理留守的各项事务。
秋天，七月，曹操亲自率军去攻打马超等人。很多参与商议的人都说：“关西的兵擅长使用长矛，咱们要是不精心挑选前锋，可抵挡不住。”曹操说：“仗怎么打，主动权在咱们，不在敌人那边。敌人虽然擅长长矛，我会让他们连刺都刺不出来，你们就等着瞧吧。”
八月，曹操到了潼关，和马超等人隔着潼关扎营对峙。曹操表面上紧紧牵制住马超他们，却偷偷派徐晃、朱灵率领四千步兵和骑兵，从浦阪津渡过黄河，在黄河西岸安营扎寨。闰八月，曹操从潼关北面渡过黄河。士兵们先过河，曹操只和一百多个勇士留在南岸断后。马超率领一万多步兵和骑兵发起攻击，箭像雨点一样射过来，曹操却还坐在胡床上一动不动。许褚赶紧扶曹操上船，划船的船工被流箭射死，许褚就用左手举起马鞍为曹操遮挡，右手划船。校尉丁斐放出牛马去引诱敌人，敌兵乱哄哄地争抢牛马，曹操这才得以渡河。随后，曹操从蒲阪渡过西河，沿着黄河修筑甬道向南推进。马超等人退到渭口抵御，曹操就布置了很多疑兵，暗中用船载着士兵进入渭水，搭建浮桥，夜里又分兵在渭水南岸扎营。马超等人夜里来攻打营地，被曹操的伏兵打败。马超等人驻扎在渭水南岸，派人送信，请求割让黄河以西的土地讲和，曹操不答应。九月，曹操进军，部队全部渡过渭水。马超等人多次前来挑战，曹操还是不应战；马超他们坚决请求割让土地，并愿意送儿子做人质。贾诩认为可以假装答应他们。曹操又问贾诩有什么计策，贾诩说：“离间他们就行了。”曹操一下子就明白了。
韩遂请求和曹操见面，曹操和韩遂以前就认识，两人于是骑着马交谈了很长时间，没谈军事，只聊了些京城过去的旧事，还拍手欢笑。当时，前来围观的秦地人和胡人里三层外三层，曹操笑着对他们说：“你们想看看曹公吗？我也和普通人一样，又没长四只眼睛两张嘴，只不过智谋多一些罢了！”见面结束后，马超等人问韩遂：“曹公说了些什么？”韩遂说：“没说什么呀。”马超等人就起了疑心。过了几天，曹操又给韩遂写了封信，故意在信上涂改了很多地方，就像是韩遂改过的一样；马超等人对韩遂更加怀疑。曹操于是和马超等人约定日期会战，先派轻装部队去挑战，打了很久之后，才出动精锐的虎骑两面夹击，把马超他们打得大败，斩杀了成宜、李堪等人。韩遂、马超逃到凉州，杨秋逃到安定。
将领们问曹操：“刚开始的时候，敌人守住潼关，渭水北面的道路没有防备，您不直接从河东攻打冯翊，反而在潼关对峙，过了好多天才北渡黄河，这是为什么呢？”曹操说：“敌人守住潼关，如果我军进入河东，敌人一定会分兵守住各个渡口，那我就没办法渡过西河了。所以我先用大量兵力逼近潼关，敌人就会把全部兵力都调到南面防守，西河的防备就空虚了，这样徐晃、朱灵两位将军才能顺利占领西河。然后我再率军北渡黄河。敌人之所以没法和我争夺西河，就是因为有两位将军在那里。我用车辆相连，树立栅栏，修筑甬道向南推进，这样既能保证自己立于不败之地，又能向敌人示弱。渡过渭水后，我又修筑坚固的营垒，敌人来了我也不出战，这是为了让他们骄傲轻敌。所以敌人不修筑营垒，却请求割地求和。我顺着他们的意思答应下来，是为了让他们安心，放松防备，同时积蓄士兵们的力量，一旦发动攻击，就像迅雷不及掩耳一样。用兵的变化，本来就不是一成不变的。”
一开始，关中的各路将领每来一路，曹操脸上就露出高兴的神色。将领们问他为什么，曹操说：“关中地区地域辽阔，如果敌人各自凭借险要地势防守，要征讨他们，没有一两年可平定不了。现在他们都集中到一起了，人数虽然多，但谁也不服谁，军队没有统一的主帅，我一举就能消灭他们，这样更容易成功，所以我很高兴。”
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