建安十六年（公元211年）九月，也就是曹操率军入潼关两个月后，曹操便击败了西北联军。
《三国志·曹操传》记载：九月，进军渡渭。超等数挑战，又不许；固请割地，求送任子，公用贾诩计，伪许之。韩遂请与公相见，公与遂父同岁孝廉，又与遂同时侪辈，于是交马语移时，不及军事，但说京都旧故，拊手欢笑。既罢，超等问遂：“公何言？”遂曰：“无所言也。”超等疑之。他日，公又与遂书，多所点窜，如遂改定者；超等愈疑遂。公乃与克日会战，先以轻兵挑之，战良久，乃纵虎骑夹击，大破之，斩成宜、李堪等。遂、超等走凉州，杨秋奔安定，关中平。
曹操作为著名的军事家，其全局观与谋略非常人可及。
《三国志·曹操传》记载：诸将或问公曰：“初，贼守潼关，渭北道缺，不从河东击冯翊而反守潼关，引日而后北渡，何也？”公曰：“贼守潼关，若吾入河东，贼必引守诸津，则西河未可渡，吾故盛兵向潼关；贼悉众南守，西河之备虚，故二将得擅取西河；然后引军北渡，贼不能与吾争西河者，以有二将之军也。连车树栅，为甬道而南，既为不可胜，且以示弱。渡渭为坚垒，虏至不出，所以骄之也；故贼不为营垒而求割地。吾顺言许之，所以从其意，使自安而不为备，因畜士卒之力，一旦击之，所谓疾雷不及掩耳，兵之变化，固非一道也。”始，贼每一部到，公辄有喜色。贼破之后，诸将问其故。公答曰：“关中长远，若贼各依险阻，征之，不一二年不可定也。今皆来集，其众虽多，莫相归服，军无适主，一举可灭，为功差易，吾是以喜。”
一年后，恢复元气的马超再次反叛，但曹操最终彻底击败马超、韩遂，西北平定。
《三国志·曹操传》记载：十八年十一月，马超在汉阳，复因羌、胡为害，氐王千万叛应超，屯兴国。使夏侯渊讨之。
《三国志·曹操传》记载：十九年春正月，始耕籍田。南安赵衢、汉阳尹奉等讨超，枭其妻子，超奔汉中。韩遂徙金城，入氐王千万部，率羌、胡万余骑与夏侯渊战，击，大破之，遂走西平。
在平定西北的战役中，尽管曹操在发动关中决战的决策上产生了失误，不过凭借其强大的政治军事实力，在与凉州割据势力的决战中，始终掌握着战争的主动权，经过三年激战韩遂被曹操全歼，马超远走汉中，凉州地区长达百年的混乱局面得到了初步的改变，汉末中国西北疆域也终于得到了稳定。
在这里需要着重说明一点，在中国历史上北方游牧民族屡屡向南犯境，曹操作为汉末中国北方霸主，对边境的安定做出了极大贡献。
在东北方向，趁乌桓羽翼未丰之际，曹操凭借其大智大勇将日益强盛的乌桓斩落，不仅安定了东北边境，而且极大的震慑了其余胡虏。同时，曹操对南匈奴采取分而治之的方式，也同样阻止了匈奴人的重新崛起。
而在西北方向，《三国志·曹操传》记载：安定太守毋丘兴将之官，公戒之曰：“羌，胡欲与中国通，自当遣人来，慎勿遣人往。善人难得，必将教羌、胡妄有所请求，因欲以自利；不从便为失异俗意，从之则无益事。”兴至，遣校尉范陵至羌中，陵果教羌，使自请为属国都尉。公曰：“吾预知当尔，非圣也，但更事多耳。” 《三国志·魏书·乌丸鲜卑东夷传》：“及汉氏遣张骞使西域，穷河源，经历诸国，遂置都护以总领之，然后西域之事具存，故汉宫得详载焉。魏兴，西域虽不能尽至，其大国龟兹、于寘、康居、乌孙、疏勒、月氏、鄯善、车师之属。无岁不奉朝贡，略如汉氏故事。”
所以我们看到，虽然历经三国、两晋、南北朝时期的大分裂，中原乱成一片，北方边疆游牧民族并没有形成有效的力量，西域并未成为独立出中国的地方割据实体，西域总是臣服于中原王朝或与中原王朝有关联的地方割据政权，中国北方多民族文化得到进一步交融，这是在曹操彻底消灭乌桓、西北割据势力后形成的历史局面。这也为后来的统一，即司马氏统一中国创造了至关重要的基础环境。
