危急万分之时，沙场老将——皇甫嵩的指挥才能终于姗姗来迟地上线了。皇甫嵩发觉西凉军的攻势减弱了许多，在明光宫、桂宫和北宫之间的街道中徘徊不前。皇甫嵩据此判断，是刘范还没有清楚作为盟军中说一不二的主力的官军在哪个宫殿之中。皇甫嵩大胆地猜想，刘范此刻最想要进攻官军。因为解决了官军，鲜卑军和乌丸军就独木难支，不值一提了。但刘范不知官军在哪里，如果鲁莽地进攻，恐怕进攻的不是官军，而是鲜卑军和乌丸军。这样一来，西凉军会在鲜卑军或乌丸军身上浪费时间，官军很容易逃窜。将盟军包圆儿一举歼灭的战略就无法实现，日后麻烦很大。所以，西凉军迟迟没有动静。也是因此，皇甫嵩心生一计，以引开西凉军的注意力，好让官军逃出长安城。
皇甫嵩传令给身在北宫和桂宫的鲜卑骑兵和乌丸骑兵，命令他们两军出宫，大举进攻西凉军，而后他再率领官军出明光宫，同他们夹击西凉军。和连、轲比能、蹋顿等人不知这是皇甫嵩的调虎离山之计，二话不说，乖乖地率领鲜卑骑兵和乌丸骑兵突然杀出北宫和桂宫，反击西凉军。昏暗的长安城中，再次热闹起来。
刘范一看，是藏匿在北宫和桂宫之中的敌军敢于反击，便以为这支军队是官军，于是不疑有他，将所有主力都调动到北宫和桂宫来，猛攻这支胆大妄为的军队，就连包围着明光宫的几千西凉军也都加入了剿杀北宫、桂宫之敌的行动中来。斥候来报，说西凉军都撤往西方，皇甫嵩就放松下来，知道这是刘范中了他的计了。因为北宫和桂宫就在长安城的西北角，而明光宫在长安城的东北角。没有了西凉军的阻挠，皇甫嵩顺利地打开了明光宫的宫门，然后率领残余的官军向东城的三个城门逃去。
此时，西凉军在刘范的调动下，正汇精聚神地攻打北宫和桂宫。鲜卑骑兵和乌丸骑兵起初是杀出了宫门来，到了街道之上，但很快又被西凉军杀得退回了宫里去。在西凉军猛烈的攻击下，鲜卑骑兵和乌丸骑兵只得死死地顶着宫门，扛着西凉军的攻击。两军等了许久，也不见官军按照约定，出明光宫来夹击西凉军。和连、轲比能和蹋顿等人都慌了神了，爬上北宫和桂宫最高处向明光宫方向张望，看到官军确实正在出宫来，但官军的方向却不是向西来夹击西凉军，而是向东逃亡到东城的三个城门去。两族首领都是恍然大悟：原来皇甫嵩是假意夹击，而利用鲜卑骑兵和乌丸骑兵来引开西凉军，方便官军逃跑啊！
眼看官军大部已经出了东城门，轲比能一怒之下，就举起弓箭，点燃了火箭，朝明光宫方向射去。轲比能这么做，只不过是泄愤而已，但却收到了意想不到的收获：刘范看到了那支火箭，顺着那支火箭向东一看，官军正好趁着西凉军撤开包围，逃向东城门。刘范也醒悟过来，又派出主力军去追击官军，只留下一小部分的西凉军继续攻击北宫和桂宫。没有了大部西凉军的包围，鲜卑骑兵和乌丸骑兵的伤亡率很快就下降很多。两军在各自首领的带领下，也悄悄地打开了北宫和桂宫的北阙，然后经过东市和西市，向北城门逃去。
而另一边，西凉军的主力追上了官军，但无奈官军残部已经退出了长安城，在出城之后，还顺手把木桥给毁掉，阻拦住了西凉军的追击。刘范只能隔着壕沟，眼睁睁地看着皇甫嵩带着他的三万多官军向东逃跑。又回身杀向北宫和桂宫时，发现二宫也已经空虚，鲜卑骑兵和乌丸骑兵三千多人也通过北城门，渡过渭水逃跑了。这让刘范气馁不已。
原来，贾诩的计策就是用退军西向，来麻痹盟军，让盟军以为西凉军不会再攻击坚固的长安城。然后，长安城又土硬水碱，没有柴木，长安军民就必须出城去树林去砍柴打水，以供过冬之用。而贾诩又密令一部西凉军装扮成普通百姓的模样，跟着长安军民一同打柴打水，然后也尾随着长安军民进入长安城。因为过冬要紧，又因为西凉军已经退走，所以皇甫嵩不会对入城之人严加盘问。西凉军就轻易地进入了长安城，没有引起皇甫嵩的怀疑。一连五天，每天都有四千多西凉军士兵装扮成百姓模样而混入长安城，五天之后就汇集了二万人，已经足够里应外合。而且，贾诩还算出了在第五天的晚上，天会突降大雪。大雪一下，西凉军的行动就更加隐蔽，不容易被发现了。果然，贾诩的瞒天过海之计完全取得成效，皇甫嵩的盟军阵亡一半，另一半仓促逃往潼关方向和渭水以北，不知所踪。
长安城就这样轻而易举地落入到了刘范之手中，西凉军仅仅阵亡了四千多人。进城之后，刘范开始了对世家大族的清算。凡是将私兵和军粮送给皇甫嵩的世家，一律抄家灭门。那些袖手旁观的世家大族则没有遭到清算。另外，长安城集中了大汉的众多资源，刘范并命令军士将未央宫、长乐宫、北宫、桂宫和明光宫洗劫一空，把宫中所有的奇珍异宝都抢出来，与军士们二八分成，甚至还远到上林苑，将建章宫也抢劫一空。刘范曾有言在先，所有物资，都要分给军士们八分，全军二分，就算这六个宫殿中的都是价值不菲的宝贝，也毫不吝惜，引得全军为之疯狂。
除此之外，刘范还到处寻找长安城中的工匠。长安城和上林苑集中了大汉大半的坊和尚，坊是官府开设的，专供官府；尚人宫廷开设，专供宫廷，故而长安城的手工业十分发达，工匠也很多。西州要发展制造业，就必须要取得如此之多的工匠。长安城的工匠又都是官府和宫廷的，所以技术十分高超，正好弥补西州制造业的不足。
皇甫嵩星夜兼程，终于逃到了潼关，与袁术汇合；而加起来只剩下三千多人的鲜卑骑兵和乌丸骑兵，也无力再在关中逗留，不敢再和西凉军玉石俱焚，于是决定经过河南地，路过匈奴的地盘，逃回自己的老巢。整个关中，基本上都被西凉军所占领。