眾人開始懷疑韓遂和曹操私下里可能達成了某種約定，關中聯軍之間本就不多的信任出現裂痕。
回到軍中，曹操便聽許褚說道：“主公，馬超想要偷襲擒拿您。”但聽說曹操的護衛許褚，勇猛過人，所以放棄了這個想法。
曹操回營后不久就被許褚告之：“那白袍銀甲、獅盔獸帶的將領想要刺殺你。”
曹操聽后立馬詢問許褚詢問緣由，經過他的訴說后，他這才回想起馬超一系列舉動的深意，于是心有余悸地說：“差點被狡猾的賊人所欺凌。”
之后曹操又寫了一封經過涂改的偽招安信給韓遂，這封信曹操故意將言詞改來改去，弄得就像是韓遂自己涂改的一樣。
馬超等人見信后果然疑心越來越大，曹操趁此機會下了戰書，在渭南一帶發動大決戰。
當時關中聯軍兵馬有十余萬，而曹軍只有六七萬，當時賈詡的離間計已經大大地破壞了聯軍內部的團結。
馬超等人對韓遂懷有戒心，拒絕與其配合行動，不僅導致聯軍兵力大大分散，就連是戰斗力也出現了明顯的滑坡。
到了決戰約定的時間，曹操故意用輕裝騎兵從正面與聯軍周旋，將精銳的重裝騎兵虎豹騎埋伏在兩側，待兩軍鏖戰了良久殺得難解難分之際，虎豹騎突然出現，從左右兩翼夾擊，聯軍頓時潰敗，成宜、李堪躲閃不及當場被虎豹騎斬于馬下。
其余人見狀紛紛驚俱不已，隨即四散奔逃。
馬超逃到上邽，楊秋逃往安定，梁興逃至藍田，程銀和侯選徑直南下，一溜煙就跑到了漢中，投靠了張魯。
同年十月，曹操率軍進入長安，稍作休整后便兵分兩路繼續進軍，他親自率主力直撲安定，另外一路則由夏侯淵督徐晃、朱靈等將領征討氐族部落，得勝后與曹操在安定城下會師。
逃往安定的楊秋自知不敵，于是選擇主動投降。
考慮到涼州地區復雜的現狀和楊秋的影響力，曹操選擇了恢復楊秋的官職和爵位，讓他繼續留守駐扎安定。
至此除了少數零散的武裝勢力之外，關中已基本平定。
潼關大戰后，總計軍民死傷數以萬計，曹操也后悔當初沒有聽衛覬的話，逼反關中諸將，害得百姓生靈涂炭。
曹操本來想要繼續進軍隴右，徹底平蕩涼州一帶的割據勢力，可是后方卻傳來了田銀和蘇伯等人在河間叛亂的消息。
擔心留守鄴城的曹丕、程昱等人控制不了局面，所以決定班師東歸。
州參軍楊阜此時正作為使節在曹營，他很清楚馬超的能力和他在關中的號召力，于是對曹操說道：“馬超有韓信、黥布的勇猛，極得羌、胡等民族的擁戴，西部邊境的人都敬畏他。如果您的大軍回師后，不作周密準備，隴上諸郡恐怕就不再為國家所有了。”
“你說的道理我都懂，可是攘外必先安內，我會留下足夠的士卒防止馬超等人的叛亂的。”曹操對楊阜的話表示了認可，可是依舊不夠重視。
臨行前曹操留夏侯淵督徐晃、張郃、朱靈、路招等將領鎮守長安，并拜曹仁為驍騎將軍，讓他率精銳騎兵先行回歸，與曹丕派出的將軍賈信一同趕赴河間平叛。
河北幽、冀地區是曹操集團長期經營的地盤，經過一段安定的時期，已經是“樂安厭亂“的狀況了，田銀、蘇伯能夠發動的力量非常有限。