于是，刘范教军士们在街亭足食，等待皇甫嵩率领官军主力到来。过了十天，到了九月初，皇甫嵩终于率领五十八万大军到达陈仓城。入城后，皇甫嵩立即派出一部兵马到街亭下建立营寨。从街亭城五十里处到陈仓城，官军的大营连绵一百五十里之多，远远望去，如同天上阴云一般密集而整齐。
刘范和诸将上到街亭城上，俯瞰远处的官军大营。只见官军大营连绵不绝，将整个东方的地平线几乎全部掩盖，不见天日。连营中飘着的旗帜，如同树林一般之密集。再看大营中士卒的训练时爆发的喊杀声，一阵又一阵，连绵不绝，不绝于耳。还有一阵阵战马的长嘶不时响起。
刘范看着官军连营，说道：“皇甫嵩真不愧是当世名将！足足五十八万大军，竟在他手里治理得井井有条。”
黄忠说道：“大王不必担忧，皇甫嵩垂垂老矣，不过冢中枯骨罢了！大王春秋鼎盛，他皇甫嵩何当与大王相提并论？”
刘范说道：“不错。皇甫嵩如今已是满头白霜，不过他曾经在破羌中屡立奇功。与如此敌手交手，正合我意！听令！今晚令军士饱食早睡，安排好轮流巡营，防止官军偷袭。”
黄忠说道：“喏！不过大王，末将以为，官军远道而来，风尘仆仆，一定会养精蓄锐，睡上一晚。而我军则是以逸待劳，精力充沛，应当是官军害怕我军偷袭。”
刘范说道：“这一点本王早就料到了。皇甫嵩此人用兵，当然是中规中矩，稳扎稳打，当不会偷袭我军。但别忘了，皇甫嵩身边现在有一个曹操在。本王素来了解曹操此人，精于用兵。用兵之道，在于出其不意，兵无常形。汉升说的不错，官军远道而来，自然要稍事休整，不会再官军士卒体力不支之时夜袭我军。而我军以逸待劳，西凉儿郎们都是精力充沛。如兵法，应当是本王率军夜袭官军。但曹操此人，用兵总是反其道而行之，令人捉摸不透。他必然料定本王对师老兵疲的官军无所防备，而必定妄图夜袭我军。”
黄忠佩服地说道：“末将真是愚钝，竟不知大王用兵如神！”
刘范说道：“既然曹操要反其道而行之，出其不意，那本王也要给他来一个出其不意。官军本来就是师老兵疲，体力不足。如若夜袭成功，当然无事。但失败的话，必定是一场大败。疲惫的官军根本就无法应付西凉儿郎。汉升附耳来！”
黄忠立即附到刘范耳旁，说道：“末将在！请大王示下！”
刘范说道：“你命儿郎们扎起几个草人，然后如此如此……”
黄忠听得之后，立即大笑，说道：“大王真神了！”
刘范说道：“快去布置吧，记得一定要装得像一点！”
再看官军这边。在皇甫嵩的指挥调度下，官军之一百五十里连营在很短的时间就已经修建好，一切都是井井有条。到了傍晚，皇甫嵩召集众将，袁绍、盖勋、淳于琼、公孙瓒、曹操、孙坚、和连、蹋顿、吕布等人，命令道：“诸将听令！我军跋涉而来，师老兵疲，今晚必须睡好，明日再与国贼刘范决一死战！但西凉军在街亭以逸待劳，见我军远来，必定会夜袭我军！各军定要严防西凉军夜袭，违者军法从事！”
诸将皆道：“诺！我等谨遵大帅之命，必不敢有失！”
皇甫嵩点点头，一手握着剑，说道：“好，那就退下吧！”
曹操说道：“慢！大帅，操有一计，可首败国贼刘范！”
皇甫嵩说道：“孟德将军又有何妙计，快快讲来！”
曹操说道：“今我军疲乏，刘范必定会夜袭我军。而我军若反其道而行之，反而率军夜袭之，刘范必定无所防备，而致大败。此乃兵法所云，出其不意，方能克敌制胜！”
皇甫嵩听了，知道这是妙计，但又有些担忧地说道：“我军将士疲惫，体力不支，恐怕难以夜袭。”
曹操笑道：“这也正是刘范所知道的。以刘范之才，必然知道我军现在师老兵疲，无力夜袭。他必定认为我军对街亭城构不成威胁，而不会派兵遣将，防备夜袭。正为我军所逞。”
皇甫嵩想了想，又说道：“好吧！孟德之计，不失为妙计。那老夫就调给你五万兵马，前去夜袭街亭，务必一击而中！”
曹操欣喜不已，说道：“谢大帅！就请大帅在营中安睡，其余兵马也尽皆安睡，等到明日早晨，末将必当献上大捷！”
皇甫嵩于是就调拨五万兵马，两万骑兵，三万步兵给曹操，然后将帅等退去，除了曹操这一路夜袭大军以外，其余兵马都尽皆安睡。因有了曹操的夜袭，官军诸将都认为西凉军不会再夜袭官军，于是不再严防死守，令众军尽皆安睡。
曹操领了五万兵马，就在连营中蛰伏到了子时。子时正是人最为昏昏欲睡之时，何况官军跋涉过久，更加想睡觉。但为了夜袭，曹操严令官军，不得入睡。终于子时到了，曹操抬头望望夜空，夜空中一轮皎洁的月亮，正在被一大片乌云所笼盖中，大地昏暗得不见五指。而五十里外的街亭城，只听得见草地中昆虫的叫声，显得十分静谧。曹操大喜。刘范必定无备，只要夜袭成功，他又能建功立业了。
于是，曹操令五万夜袭大军人含枚，马衔环，不得拿出火把，只准相互摸索着，缓缓地朝街亭城袭去。五十里对于骑兵来说，不过一个冲锋的距离。很快，曹操就带领官军抵至街亭城下。昏暗得伸手不见五指的夜空中，曹操和士卒们只能模模糊糊地见街亭城墙上没有士兵驻守，只有西凉军的军旗正在飘扬。只是城门下正有几名穿着西凉军铠甲和军服的士兵歪七扭八地在城门下打瞌睡，连兵器都扔在脚下。看来，刘范太过大意了，连巡夜的士兵都没有安排。曹操大喜，令几名骑兵用弓箭射杀了守城门的士兵。
见那几名对曹操大军的到来毫无知觉的西凉士兵被弓箭射中，射中之处流出鲜血来，而那些士兵死前还没发出半点声响，曹操更是高兴。于是命几个鲜卑骑兵下马，去打开街亭城的城门。城门甚至都还没有锁上，那几个鲜卑骑兵很快就将厚重的城门给推开了。曹操往城门里望去，远远地就看见了重重营帐中最为高大的一顶营帐，那一定是刘范的帅帐！
曹操欣喜若狂！没想到刘范竟然真的如他所设想的一样，一点防备也没有！于是，曹操兴奋地拔出佩剑来，怒号一声：“将士们快看！那就是刘范的营帐！谁能活捉刘范，赏万金，封万户侯！建功立业的时候到了，随我冲啊！”说着，曹操跃马扬刀，催动战马就第一个冲向了远远的刘范帅帐。官军一看，西凉军果然是没有防备，他们轻易地就进入街亭城，而且曹操还如此英勇，也立即精神抖擞，拿起武器跟着曹操往街亭城中冲去！“冲啊！”“杀啊！”之声不绝于耳。