钟繇退守潼关，急忙送信给曹操。曹操知道丢失了长安，心中十分焦急，便叫来曹洪、徐晃，说：“你二人先带一万人马，代替钟繇守住潼关。如10日内失掉了潼关，就按军法杀了你们;10日之外，与你二人没有关系。我统帅大军随后便到。”二人领了将令，星夜急行。曹仁提醒曹操说：“曹洪性情暴躁，恐怕会耽误大事。”曹操说：“你给我押送粮草，便随后接应。”
曹洪、徐晃到了潼关，代替钟繇坚守关隘，并不出战。马超领兵来到关下，痛骂曹操三代人。曹洪大怒，要领兵下关厮杀。徐晃阻挡说：“这是马超要激怒将军厮杀，切不可出战。等丞相大军到来，必定会有办法。”马超军队日夜轮流来骂。曹洪总是要下关打仗。徐晃苦口婆心地劝他。到了第9日，在关上看时，西凉军都放开战马，稀稀拉拉地在草地上坐着;许多困乏的军士，在地上睡懒觉。看到这种情景，曹洪便叫备马，带领3千兵杀下关来，西凉兵弃马抛戈逃跑了。曹洪奋勇追赶，很是得意。这时，徐晃正在关上查点粮草，听说曹洪下关厮杀，大吃一惊，急忙率军随后赶来，大叫曹洪收兵。忽然背后喊声震天，马岱领兵杀来，曹洪、徐晃急回走时，只听鼓声阵阵，山背后又有两支军队挡住去路，左是马超，右是庞德，混杀了一阵。曹洪抵挡不住，损失一大半军队，才冲出重围，奔到关上。西凉军随后追来，曹洪等弃关逃走。庞德一直追过潼关，碰见曹仁兵马，救了曹洪等。马超接应庞德上了潼关。
曹洪丢失了潼关，奔来拜见曹操。曹操说：“给你十日期限，为什么九日就丢了潼关?”曹洪说：“西凉军士，百般辱骂，实在令人难以忍受。后来又看见西凉军懈怠，便乘机袭击，不想中了奸计。”曹操说：“曹洪年幼，性格暴躁，你徐晃应该劝说他才好。”徐晃说：“我屡次劝说他，他却不愿意听。那天我在关上查点粮草，等我知道时，小将军已领兵下关了。我恐怕他遭到敌军袭击，便连忙赶去，已中了贼兵奸计。”曹操大怒，命令杀曹洪。众官为曹洪求情，才免于一死。
曹操率军直逼潼关。曹仁说：“可先安下寨栅，然后打关也不晚。”曹操命令砍伐树木，立起排栅，分为三寨：左寨曹仁，右寨夏侯渊，曹操居中寨。第二天，曹操带领三寨大小将校，向潼关杀来，正巧遇上西凉兵马。两边都布下阵势。曹操出马立在门旗下，看那西凉兵士，人人勇健，个个英雄。又见马超生得面像附着粉，唇像抹了红;腰细膀宽，声雄力猛;白袍银铠，手执长枪，立马阵前;上首庞德，下首马岱。
曹操暗暗称奇，自己拍马上前，对马超说：“你是汉朝名将子孙，为什么要背叛朝廷?”马超咬牙切齿，大骂：“曹贼!你欺负皇上，罪恶深重，杀害我的父亲和弟弟，不共戴天之仇!我要活捉你，吃你的肉!”说完，挺枪直杀过来。曹操背后于禁出迎。两马交战，斗了八九回合，于禁败走。张合出迎，战了二十个回合也败走。李通出迎，马超奋勇厮杀，数合当中，一枪把李通刺下马。马超把枪往后一招，西凉兵一齐冲杀过来。曹军大败。
西凉兵来势凶猛，曹军将士都抵挡不住，只听得西凉军大叫：“穿红袍的是曹操!”曹操就马上急脱下红袍。又听得大叫：“长胡子的是曹操!”曹操惊慌，拿着佩刀马上割了胡子。军中有人把曹操割胡子的事，告诉了马超。马超又叫人大喊：“短胡子的是曹操!”曹操听见喊声，立即扯起衣角包着下巴逃跑。后人有诗说：潼关战败望风逃，孟德仓惶脱锦袍;剑割髭髯应丧胆，马超声价盖天高。
曹操正走之间，背后赶来一员战将，回头一看，正是马超。曹操惊恐万状。左右将校见马超追来，各自逃命，只撇下曹操。马超厉声大叫：“曹操，你跑不了!”曹操吓得马鞭都扔了。看看赶上，马超从背后使枪刺去。曹操绕树而走，马超一枪刺在树上;急拔下时，曹操已逃远了。马超催马追去，山坡边过来一员战将，大叫：“不要伤害我的主公!曹洪在此!”抡刀上前，拦住马超。
曹操才逃了性命。曹洪与马超战到四五十回合，刀法渐渐乱了起来。这时，夏侯渊率数十骑赶到。马超独自一人，恐怕寡不敌众，被他们暗算，便拨马而回。曹操回寨，叹着气说：“我若杀了曹洪，今日必然死在马超手里!”便叫来曹洪，重加奖赏。收拾败军，坚守寨栅，不许出战。