建安十六年（公元211年）
春，正月，任命曹操世子曹丕為五官中郎將，設置官屬，為副丞相。
三月，曹操派遣司隸校尉鐘繇討伐張魯，命令征西護軍夏侯淵等率領大軍從河東出發，與鐘繇會合。丞相倉曹屬高柔勸曹操說：“大軍向西進發，韓遂、馬超會疑心是襲擊他們，必然互相煽動。應當先安定三輔地區，漢中即可傳檄而定。”曹操不聽。
關中的將領們果然起了疑心，馬超、韓遂、侯選、程銀、楊秋、李堪、張橫、梁興、成宜、馬玩等十部都起來造反，合起來有十萬人馬，據守潼關。曹操派遣安西將軍曹仁統率諸將抵擋，令他們堅守營寨，不要出戰。命令五官中郎將曹丕留守鄴城，委任奮武將軍程昱協助曹丕處理軍務；任命門下督廣陵人徐宣為左護軍，留在鄴城統率留守部隊；任命樂安人國淵為丞相府的居府長史，負責留守事務。
[點評]
關中這場叛亂有點奇怪，打張魯的話必須借道關中，這樣很容易激起馬超等人的懷疑而造反，高柔規勸曹操的道理，很容易理解，精明的曹操難道不懂嗎？如果他明明知道，卻還是我行我素，那么就是有意為之了。實際上，后人多認為，曹操就是故意要逼反關西軍閥，為名正言順地剿滅他們制造借口。因此可以說，從一開始，曹操就是有預謀的。
秋季，七月，曹操親統大軍，進攻馬超等。許多參預軍務討論的人都說：“函谷關以西的士兵善于使用長矛，不挑選精銳部隊作前鋒，會抵抗不住的。”曹操說：“戰爭的決定權控制在我手中，而不在敵人手中。他們雖然善于使用長矛，我將使他們的長矛無法刺殺，你們只管等著瞧。”
八月，曹操抵達潼關，與馬超等隔著關隘扎營。曹操一邊對馬超軍保持壓力，一邊秘密派遣徐晃、朱靈以步騎兵四千人在蒲阪津渡過黃河，在黃河西岸扎營。
[點評]
曹操聲東擊西：佯攻潼關，吸引馬超重兵防守，而另一支奇兵乘虛渡過黃河，在關中聯軍后方一側投放了先頭部隊。
閏八月，曹操從潼關向北渡過黃河。士兵先過河，曹操單獨與虎賁武士一百余人留在黃河南岸斷后。馬超率領步、騎兵一萬余人前來進攻，箭如雨下，曹操仍坐在折凳上不動。許褚扶曹操上船。船工被流箭射中而死，許褚左手舉起馬鞍來為曹操抵擋亂箭，右手撐船。校尉丁斐，放出曹軍的牛馬為餌，馬超軍大亂，兵士紛紛去搶牛馬，曹操才得以渡過黃河。
曹操大軍就從蒲阪渡過西河，沿河作甬道，向南推進。馬超等退守渭水流入黃河的渭口。曹操于是多設疑兵，暗中用船裝載士兵進入渭水，修造浮橋。夜里，分兵到渭水南岸修筑營壘。馬超等乘夜攻營，被伏兵擊敗。馬超等在渭南駐軍，派遣使者請求割讓黃河以西土地，請求和解。曹操不答應。
[點評]
先是沿西河安全向南推進，然后又偷渡渭水，在“敵占區”建立起根據地。
九月，曹操進軍，全部渡過渭水。馬超等幾次挑戰，但曹操仍然不許應戰。馬超等一再請求割讓土地，并請求送兒子去作人質。賈詡部隊認為可以假裝同意，曹操再問他下一步的策略，賈詡說：“離間他們的聯盟而已。曹操說：“我明白了。”
韓遂請求與曹操相見，曹操與有舊交情，于是兩馬相交，在兩軍陣前聊了半天，沒有一句話說到軍事，只是談論京都的往事與老朋友們，高興時拍手歡笑。當時，馬超等部隊中的關中人與胡人都來圍觀，前后重重疊疊，曹操笑著對他們說：“你們是想來看曹操嗎？我也是一個人，并沒有四只眼兩張嘴，只是智慧多一些罷了。”
會面結束后，馬超等人問韓遂說：“曹操說了些什么？”韓遂說：“沒有說什么。”馬超等有了疑心。另一天，曹操又給韓遂寫了一封信，信中圈改涂抹了許多地方，好象是韓遂所改的，馬超等更加懷疑韓遂。
[點評]
利用離間計，使聯軍之間互相懷疑，削弱其戰斗力。
曹操于是與馬超等約定日期，進行會戰。曹操先派輕裝部隊進行挑戰，與馬超等大戰多時，才派遣精銳騎兵進行夾擊，大破馬超等，斬殺成宜、李堪等。韓遂、馬超逃奔涼州，楊秋逃奔安定。
[點評]
采用疲勞戰術后，再集中精銳部隊畢其功于一役。
將領們問曹操說：“開始，敵軍主力據守潼關，渭水以北的道路都空虛無備。但您不從河東進攻馮翊郡，反而屯兵在潼關之下，過了些日子再北渡黃河，是為什么？”
曹操說：“敵軍據守潼關，如果我軍進入河東，敵軍就會分兵把守各處渡口，我們便不能渡過西河。我故意以重兵集中在潼關，敵軍就集中力量在南防守潼關，西河的戒備空虛，所以徐晃、朱靈兩位將軍能輕易取得西河。
“然后，我率大軍北渡黃河，敵軍無法與我爭奪西河的原因，就在于兩位將軍已先駐軍在那里了。我們連接車輛，豎起柵欄，修建甬道向南，一方面是讓自己立于不敗之地，另一方面也是向敵人示弱，以為我們很膽小。渡過渭河之后，堅守不出，拒絕交戰，也是為了讓敵人驕傲。所以他們都不修筑營壘，不準備長期作戰，而是要求割地求和。我順著他們的意思，假裝同意，是讓他們安心放松，不做戰備，然后積蓄士卒之力，一舉將他們擊破，這正是迅雷不及掩耳之勢。兵法變化，不是固守一個方法。”
當初，關中聯軍的每一部將領率軍來到，曹操都面有喜色，部下將領們詢問緣故，曹操說：“關中地區遼闊廣大，如果他們各自據險堅守，我們征討他們，沒有一兩年平定不了。現在，他們全都集中在一起，人數雖多，但相互不服，軍隊沒主帥，可以一舉消滅，比逐一征討要容易，所以我心中喜悅。”
[點評]
曹操的戰后復盤，精彩至極！
冬，十月，曹操從長安北征楊秋，包圍安定。楊秋投降，恢復他的爵位，讓他招撫流民。
十二月，曹操從安定回師，留夏侯淵屯駐長安。任命議郎張既為京兆尹。張既招懷流民，興復縣邑，百姓都愛戴他。
韓遂、馬超之叛，弘農、馮翊等縣邑都響應，唯獨河東之民沒有二心。曹操與馬超隔著渭河對峙，軍糧一概依賴河東。等到擊破馬超，儲備的軍糧還剩二十萬斛。曹操于是給河東太守杜畿增加俸祿到中二千石。
[點評]
渭南戰役，曹操先是聲東擊西，放棄潼關轉戰蒲阪津、渭水；隨后又利用關中聯軍內部松散的弱點，成功實行離間計；在渭南決戰的時候，曹操將敵人削弱到低谷的時候，然后再突然派出自己的精銳騎兵一錘定音。
這場戰役充分反映了曹操用兵如神的高超戰爭指揮藝術，曹操是給《孫子兵法》做批注的第一人，對兵法的研究深有心得。渭南之戰也是曹操一生中最具代表性的經典成功戰例之一，被后世所推崇備至。
渭南之戰是曹操在北方親自指揮的最后一戰，這一戰勝利之后，曹操徹底控制了關中地區，將三輔納入了自己的直屬勢力范圍內，并且還重創了馬超和韓遂等西部諸侯，為后來夏侯淵平定涼州打下了堅實的基礎。
