经过侦探确认敌军确实已经远离，钟繇才放下心来。
见敌军撤退，城中军民便开始出去砍柴取水，大门也完全开放，允许人们自由进出。
直到第五天，突然有报信人员来到，告诉钟繇，马超的军队再次回来了。
看到敌军重新围城，城中的军民纷纷慌乱地跑进城内。
钟繇见状，赶紧重新关上城门，严阵以待，继续固守。
这时，钟繇的弟弟钟进负责守卫西门。约莫接近三更时，忽然城内起了一把火，钟进急忙赶去扑救。正当此时，城边突然传来一声大喝，一位骑马持刀的将领怒喝道：“庞德在此！”钟进没有准备，措手不及，被庞德一刀斩下马，随即斩杀了守城的军校，割断了城门的锁链，放马超和韩遂的军队进入了城中。钟繇得知长安失陷，慌忙从东门撤离，弃城而逃。
马超和韩遂攻占了长安后，立即奖励了三军，赏赐丰厚。钟繇退守潼关，并急速飞报曹操。曹操得知长安丢失后，不敢再讨论南征之事，于是命令曹洪和徐晃带领一万兵马去潼关严密防守，命令他们十日内必须守住关隘，否则将处死他们；如果十日后关隘依旧失守，则不追究他们的责任。两人领命后，星夜赶往潼关。
曹仁劝道：“曹洪性情急躁，恐怕会误事。”曹操答道：“你与我一起送粮草，之后再来支援。”
于是，曹洪和徐晃赶到潼关，接替钟繇守卫关隘，并没有出战。马超率军来到关下，开始辱骂曹操三代。曹洪听后愤怒不已，准备出战。徐晃劝阻道：“马超这是故意激将军，想要挑起我们与他交战，我们不应当上当。等丞相的大军到来，定能解决此事。”然而，马超的军队日夜不断辱骂，曹洪愈加愤怒，想要出关厮杀，徐晃却苦苦劝阻。
到了第九天，钟繇回头看时，发现西凉军马已经疲乏，弃马而坐，大多数士兵都躺在地上休息。曹洪见状，指示准备马匹，并带着三千兵下关发起攻击。西凉兵看到曹洪的进攻，迅速弃马丢戈而逃，曹洪紧追不舍。
然而，正当曹洪追击时，徐晃在关上查看粮车，忽然听到后方传来一声大喊，回头一看，马岱引领西凉军杀至。曹洪和徐晃急忙撤退，正准备返回关内，突然又听到背后响起了一声大鼓，山后两军突然从两侧包围过来：左侧是马超，右侧是庞德，双方混战在一起。曹洪难以抵挡，军队大半被击溃，他拼命突围，最终冲出重围，逃回关内。西凉军紧追不舍，曹洪等人只得弃关而走。
庞德追过潼关，遇见曹仁的援军，救下了曹洪等人。马超也赶来接应庞德登上关垒。曹洪失去了潼关后，急忙返回见曹操。曹操怒道：“我给你十日的时间，怎么只用了九日就丢了潼关？”曹洪答道：“西凉军一直侮辱我军，我看见他们军队疲乏，便趁机追击，不料中了敌人的计谋。”
曹操斥道：“洪年纪轻，性格急躁，果然误事！徐晃，你明知此事，怎么不劝阻曹洪？”徐晃无奈地答道：“我屡次劝阻不从。当天，我在关上点视粮车，等我知道曹洪已经下关时，便感到事态不妙，急忙追赶，结果还是中了敌人的计。”
曹操愤怒至极，下令斩杀曹洪。众人纷纷请求宽恕，曹洪认错并自愿退职。
曹操随后命令大军继续向潼关进攻。曹仁建议道：“先修好营寨，再打关隘也不迟。”曹操于是命令砍伐树木，修建了三个寨子：左侧由曹仁守卫，右侧由夏侯渊守卫，而曹操自己则居中。第二天，曹操亲自带领三军的将领，杀向关隘，正好遇上西凉军马，两军在关外布阵迎战。
曹操出马在门旗下，看见西凉的兵马，个个勇猛健壮，气吞万里。马超尤为出众，面如傅粉，唇如朱抹，腰细膀宽，声音雄浑，力大无穷，身穿白袍银铠，手持长枪，站在阵前指挥，庞德在上首，马岱在下首。曹操心中暗自称奇，纵马向马超问道：“汝乃汉朝名将之后，怎敢反叛？”马超怒目而视，咬牙切齿，大骂：“操贼！你欺君罔上，罪大恶极！杀我父弟，天理难容！我定要活捉你，啖你肉！”说罢，马超挺枪直冲而来，曹操背后立刻让于禁出迎。两匹马交战，战斗了八九回合，于禁败退。接着，张合出迎，也战了二十回合，仍然败退。李通上前迎战，马超威猛，数合之间便将李通刺落马下。马超挥舞长枪，一招令西凉兵全面冲杀过来，曹操的军队大败。西凉兵气势如虹，左右将领无法抵挡。马超、庞德、马岱带着百余骑直接冲入曹操的中军，企图捉拿曹操。
曹操在乱军中，只听到西凉军的喊声：“穿红袍的是曹操！”曹操慌忙脱下红袍。接着，又听到喊声：“长髯的是曹操！”曹操大惊，急忙拔下佩刀，剪去胡须。军中有人向马超报告了曹操割须的事，马超立即命人喊道：“短髯的是曹操！”曹操闻言，急忙把旗角包住脖子，逃命。后人有诗赞道：
“潼关战败望风逃，孟德怆惶脱锦袍。
剑割髭髯应丧胆，马超声价盖天高。”
曹操正要逃走，突然听到背后一骑飞速追来，他回头一看，正是马超。曹操惊慌失措，左右将领见状也纷纷逃命，抛下了曹操。马超厉声大叫：“曹操休走！”曹操惊恐万状，马鞭掉落在地。眼看马超追上，马超从后方使枪刺来，曹操绕着树一圈逃跑，马超一枪刺在树上，急忙拔出时，曹操已经远远跑开。马超继续纵马追赶，转过山坡时，一名将领大叫：“不要伤害我主！曹洪在此！”这将领轮刀纵马，挡住了马超，曹操趁机逃脱。洪与马超交战了四五十回合，渐渐刀法开始凌乱，气力也不如之前，夏侯渊带着数十骑赶到，马超一人独自迎战，怕被包围，便立即掉头回马。