许褚、张郃等将领，见事情紧急，将曹操架起带出船中，急忙渡河，马超率领骑兵在后边追边射，箭如雨下，曹操几乎丧命。曹操部下虎卫军许褚一手用马鞍挡箭，一手撑杆，拼死救出曹操。曹操帐下校尉丁斐在河岸放出大量牛马，马超的士兵顾不得乘胜追击，跑去抓奔跑牛马，马超控制不住，（这就是《后出师表》中：曹操殆死于潼关）曹操因此才得以成功渡河。
曹操手下将领见兵败，又不知道曹操在哪，都非常的惶恐害怕，到后来见到曹操，心情有的悲伤有的惊喜，还有的都吓哭了。曹操却大笑说："今天差点被小贼的困住了！"据《山阳公载记》记载，曹操军驻扎在蒲阪，想要西行渡河，马超听说后对韩遂说：“可以在渭河北岸据守，不到二十天，河东粮食用尽，敌军便自行撤军了。”但是被韩遂的“半渡击之”的计谋代替。
曹操后来听闻了马超的计策后，感叹：“马超小儿不死的话，我恐怕连葬身的地方都没有了”。九月，曹操遁过渭河作甬道到渭南。马韩联军失去战略要地，只能退守，拒兵屯在渭口，曹操却多次设疑兵，用船载兵偷偷潜入渭河，做成为浮桥，到一天夜里，曹操分兵在渭南结营。联军趁夜攻击兵营，曹操设置伏兵击破马韩联军偷袭。于是马超等人屯兵在渭南，遣送信件，请求割河西一带和谈，但曹操不答应。
在楼圭泼水筑冰城的计策下，曹操大军得以分批渡过渭水，马韩联军数次挑战，曹操只是不应战，联军只能请求割地，送人质请和。曹操采取贾诩的计策，假装答应，然后在阵前和韩遂谈言欢笑，让联军猜疑韩遂，曹操又写了一封涂改伪招安信给韩遂，离间关中联军，导致了关中联军的军阀们相互猜疑。曹操趁此机会发动攻击，在渭南一带发动大决战，联军大败，成宜、李堪等战死。
潼关大战后，总计军民死伤数以万计，曹操也后悔没有听卫觊的话，逼反关中诸将。据《江表传》记载，期间马超韩遂在与曹操当面谈判时，马超自负其勇力绝人，在马前放置六斛米囊，骑马来回奔走，用斛米测量曹操的体重，想要暗中偷袭擒捉曹操，但听说曹操的护卫许褚，勇猛过人，所以放弃了这个想法。曹操不久后知道，心有余悸，说：“差点被狡猾的贼人所欺凌。
”马超、韩遂再次派使者送信给曹操，想割河西之地请和，但曹操不同意，马超于是退兵回到了凉州上邦，郡人任养率自己的部众迎接马超。曹操追兵到安定后，因为河间有人反叛，于是撤军回东边，当时作为使节的杨阜劝说曹操：“马超有韩信、英布那样的勇略，又深得羌人、氐人的拥戴，整个西州都非常敬畏他，如果大军归还，不做周密的准备，恐怕陇上诸郡县，就不再属于国家的了。
” 曹操虽然明白马超的厉害，但河间战事迫在眉睫，就先撤兵回许昌，不过还是留下夏侯渊、张郃的名将把守要害。建安十七年（212年），正月，马超潼关之战失败不久，就迅速兼并陇上诸郡县（陇西、南安、汉阳、永阳等），张鲁也遣大将杨昂相助马超，共集结万余人，围攻凉州刺史韦康于凉州治所冀城（今甘肃甘谷县南）。三月，凉州刺史韦康派阎温秘密出城，向夏侯渊求救。
阎温乘夜潜水出城。第二天，马超军发现阎温的踪迹，派人追踪拦截他，马超军在显亲界内追上阎温，将他捉住去见马超。马超解开他的捆绑，对他说：“现在胜败已经分明，您为了孤城请救兵却被人捉到这儿，怎么施展大义呢？如果听我的话，告诉城里，东方不会有救兵前来，这是转祸为福的计策，不然，现在就把你杀掉。”阎温却假装应允，马超便用车载着他来到冀城城下。
阎温朝着城内大声喊：“大军不出三天就会来，努力呀！”城内的人都为他哭泣，祝祷他万岁。马超恼怒地责问他：“你不要命了吗？”阎温不回答。当时马超久攻不下，所以慢慢引诱阎温，盼他回心转意。又对他说：“城里的朋友，有想跟我同心合力的吗？”阎温又不理睬，马超便严厉地责怪他。阎温说：“事君之道只有一死，您却要让长者说出不义的话，我难道是苟且偷生的人吗？”马超于是杀了他。
五月，曹操抓捕在邺城的马超族人（包括父亲马腾，二弟马休，马铁等），计三族人，全部斩杀。另一方面，又派夏侯渊为首的征西部队前去冀城救援。八月，夏侯渊援军依旧未到，韦康开城投降，马超占据冀城，默许张鲁部将杨昂处死刺史韦康。夏侯渊领兵前来攻打，行军到距离冀城二百余里的时候，马超率领军队来战斗，击败了夏侯渊援军。
