同年八月，曹操亲率主力北渡黄河，但在渡河期间遭到马超的偷袭。当时，马超部众多达万人，尚未渡河的曹操身边仅有卫士数百人。危急时刻，许褚亲自护送曹操登上小船，一手举起马鞍挡箭，一手奋力划桨，终于冒着箭雨掩护曹操安全脱险。曹军主力渡过黄河后，随即采取迂回战术，绕道了潼关的侧后，并在渭水北岸架起浮桥，抢占了渭水南岸，至此，两军主力在潼关展开对峙。
潼关，南临秦岭，北濒黄河，东连函谷，西拱华山，是由自然山川地形形成的军事要塞，是西北地区通往中原的交通要道，被誉为"三秦锁钥"之地。如果不能夺取该地，马超叛军可以此为起点入侵中原，以骑兵为主的叛军势必对中原地区造成严重威胁。反之，如果曹操占据潼关，不仅能重创叛军主力，还能打开中原通往西北地区的通道，为控制西北地区奠定基础。
在随后进行的潼关之战中，曹操采纳了谋士贾诩提出的计策，成功离间了马超和韩遂，并在叛军内部相互猜忌之际发动总攻，终于获得了潼关之战的胜利。马超、韩遂被迫逃往凉州，叛军头目成宜、李堪被杀。至此，关中之战以马超的惨败而告终。从战事的进程来看，马超在战略和战术上都出现了诸多失误，其有勇无谋的弱点在这场战争中暴露无遗。同时，马超不顾父亲马腾及家人的死活，发动叛乱，也因此留下了"背父叛君"的骂名。
