徐晃刚刚从浦阪津渡过黄河，还没来得及建立寨栅，当夜梁兴即领步骑五千多人前来攻击，被徐晃击败。曹操与徐晃约好，在曹操从潼关北渡时，徐晃方才能从浦阪津西渡黄河，否则，消息过早泄露，徐晃会遭到关中联军的攻击。
马超看到曹操北渡，自然知道曹操是想从浦阪津渡河进入关中，遂派梁兴带五千多人前去抢占浦阪津渡口西岸，通常情况下，这五千人足以阻挡曹操渡河。但马超没有料到的是，徐晃已经抢先占领了浦阪津渡口西岸。经长途急行军赶到浦阪津渡口的梁兴军，自然不是以逸待劳的曹军对手。待消息经几百里路传回潼关时，马超再想派大军去重新夺回渡口，时间已经来不及了。
曹操事后解释时说：“贼兵占据潼关，如果我军进入河东，贼兵必将带兵守住黄河各渡口，我们就不能渡到河西；我故意重兵逼进潼关，贼兵全力来守南边，西河的防备空虚，因此徐晃、朱灵二将才能轻易占领西河。在此之后我带大军北渡黄河，贼兵不敢与我们争夺西河，是因为有他们二将的军队。”西渡黄河后，此时曹军的粮草改由河东经浦阪津渡口供应。曹操沿河连车树栅为甬道向南推进。马超退屯渭口。
曹操又多设疑兵，吸引马超的注意力，暗中却从黄河把船驶入渭河，连夜用船搭起浮桥，分兵在渭水南岸扎营。在渭水南岸立营的过程中，由于没有合适的建筑材料，加之屡受马超骑兵的突击，一时难以完成立营的工作。后乘天气突然爆冷，曹操夜里渡兵在南岸浇筑起冻沙城。天明时，冻沙城建筑完毕。关中联军乘夜攻营，被曹操伏兵所破。
九月，曹操大军全部从容渡过渭水，进驻渭南的营地。至此，曹操已经完成了全面攻击的准备。马超等曾数次前往挑战他，曹操又不答应，只守不攻。
当时，曹操曾与韩遂、马超单马会面，曹操只带着许褚前往。马超想持其力大，乘机上前捉拿曹操。不过马超听过许褚的勇武，便问曹操：“公的虎侯在吗？”曹操用手指一指许褚，许褚瞪着马超，马超于是不敢妄动，于是双方各自退去。
巧施离间
由于韩遂、马超等在春季三月时，就在潼关屯集十万大军，加之用于长途输送粮草的人力，关中各部，当年的农业生产几乎全废。此时秋季已过，冬季将临，关中各部却征收不上来新粮，全军有断炊之虞。
于是关中联军为免作持久战，只好割地、送子质请和。谋士贾诩认为可以假装答应他们，曹操问他有何计策，贾诩说：“离间他们就可以了。”曹操明白他的意思，便应许联军的请求。
韩遂作代表与曹操相见。曹操与韩遂父亲在同一年被推荐为孝廉，又与韩遂是同辈，曾有交情。当二人会面时，在马上不谈军事，只说当年在京都的旧事，拍手欢笑。曹军又列出五千铁骑作十重阵，精光耀日，联军惊讶，纷纷前来看曹操是什么人，曹操笑着对他们说：“你们都想看曹某吧！我也只是一个普通人，不是有四只眼睛、两张嘴巴，只是较多智谋罢了！”又在一次会晤之中，曹操一反原先一贯示弱于敌的作法，突然列出五千铁甲骑兵，阵列森严，“精光耀日”，关中各军，无不为之震慑惊恐。
会面结束，马超等问韩遂：“曹公说了什么？”韩遂却回答：“没有什么。”马超等对韩遂的态度十分怀疑，担心他与曹操私下联系。过了几天，曹操给韩遂书信，信中却故意在多个言词上涂涂抹抹，改来改去，就像是韩遂改动一样；马超等疑心愈来愈大，曹操便趁此时与联军约定决战。
曹军取胜
离间计刚刚施用完毕，曹操立即与马超、韩遂等约期会战，而马超、韩遂等也急于结束对峙状态。曹操先以轻兵前往挑战，大战了很久，曹军以虎豹骑夹击联军，联军大败，曹军斩杀了成宜、李堪等人。结果韩遂、马超、梁兴败走凉州，杨秋则前往安定，程银、侯选南入汉中投靠张鲁。渭南之战到此结束。
在这场惊天动地的大决战中，关中诸将的武装力量基本损失殆尽，从此结束了关中军阀割据的局面，关中各郡进入了朝廷直接掌控的范围。不久，韩遂、马超等依靠羌、氐二族以及张鲁的力量在凉州作乱一年余，但又被夏侯渊等击破，陇右、凉州平定。
