9月，曹操大军全部渡过渭水。数次击败马超等人的挑战。关中诸将再次遣使请和。这次的条件除了割地，还加上了送子弟为质。曹操本欲不许，贾诩却在一旁开口了“可伪许之。离间马、韩”曹操当即点头称善。
第二天，韩遂便请求与曹操相见，商谈议和之事。两人在两军阵前、众军眼皮底下相见，但曹操对议和之事一字不提，只顾与韩遂谈论两人当年在一起时的京都旧事，且拊欢笑。不但如此，曹操还主动上前，对韩遂带来的士兵道“你们都想见一见曹公吧？我也只是个普通人，没有四只眼睛、两张嘴，只不过比凡人多了点智慧罢了”
然后，曹操、韩遂各自归营。马超立即来问韩遂“议和之事，曹操是怎么说的”韩遂却答道“他什么都没说，只是说了些陈年往事”这话说得马超顿起疑心。几天后，曹操又给韩遂写来一封信，但信中到处点窜涂抹。此信被马超看后，认定是韩遂有什么秘密不想让自己知道而有心涂改的，自然心中更增疑惑。
曹操见离间计已成功，便下令于15日与关中联军决战。决战一开始，曹操先以轻骑挑之，然后命虎豹骑突击。因马超与韩遂二人互相猜疑，不能配合，此战关中联军大败：成宜、李堪被杀；韩遂、马超逃回凉州；杨秋逃往安定郡。
关中得以平定，对诸将的疑问，曹操也一一解答。
10月，曹操北征杨秋，将安定城团团包围。杨秋投降，曹操下令恢复其爵位，留下安抚当地百姓。12月，曹操撤军，命夏侯渊留屯长安。任命张既为京兆尹。韩遂、马超之叛，三辅及弘农郡诸多县邑多应之，唯有河东百姓独无异心。曹操此次西征，军粮也全靠河东郡供给。战争结束，尚余20余万斛粮食，曹操下令：给河东太守杜畿增加秩俸为中二千石。
曹操的这次征关中完全是出于计划之外的。因他本来是要钟繇去征讨张鲁的。而与韩、马一样，被曹操此举刺激到的还有益州的刘璋。于是，张松就开始忽悠刘璋，建议请刘备入蜀，先发制人去灭了张鲁。这样即使曹操再来，我们也不用怕了。
刘璋被忽悠住了，立即命法正率四千人去迎接刘备前来。主簿黄权力谏，刘璋却不听，将黄权调任广汉郡广汉县长。从事王累倒悬于州门劝谏，刘璋也是不听。
法正到了荆州，力劝刘备乘夺取益州。刘备仍犹疑未决。庞统道“荆州荒残，人物殚尽。且东有孙权、北有曹操，如何发展？益州户口百万，土地肥沃。这正是成大业的资本”刘备又道“如今与我争天下的人是曹操。所以我每件事都与曹操反着来，大事必成。操以急，吾以宽。操以暴，吾以仁。操以谲，吾以忠。现在若贪图小利而失信义于天下，那和曹操又有何区别”庞统道“当今乱世，不可拘守一道。我若不取，终为他人之利。难道这就是对刘璋好吗？将军若大事可成，再封刘璋一大国，亦不失信义”
刘备最终还是没能抵御住诱惑，听了庞统的话。留下诸葛亮、关羽、张飞、赵云守荆州。自己带同庞统及数万步卒入蜀。
孙权得知刘备入蜀，便有重取荆州之心。先派人将其妹接回，孙夫人本欲将自己名义上的儿子、5岁的刘禅一起带回江东。被张飞、赵云二人截江夺回。
刘璋得知刘备入蜀，下令沿途各郡县盛情供奉，使刘备入境如归，前后赠遗以巨亿计。刘备来到巴郡，巴郡太守严颜拊心而叹“这真是‘独坐穷山，放虎自卫’啊”刘备在巴郡郡治江州由垫江一路向北逆流而上，到达广汉郡涪县。刘璋亲率3万余步骑前来相会。张松让法正向刘备建议，就趁此拿下刘璋。被刘备拒绝“大事不可仓猝”庞统也劝刘备“这样搞一次鸿门宴，主公便可一举而得益州”刘备道“初入他国，恩信未立。怎么就能做这种事”
于是刘璋与刘备、双方各自的部下都相见甚欢，100多天都在欢饮中度过。刘璋推荐刘备为大司马、司隶校尉。刘备亦推荐刘璋为镇西大将军、益州牧。刘璋拨给刘备大量士兵、车甲、器械、资货，又把白水军的指挥权也交给刘备，只有一个要求：请刘备出击张鲁。刘备也爽快的答应了，带上自己及刘璋送来的兵马共三万余人北上。刘璋返回cd，不过刘备只到了葭萌县就停了下来，不继续北上讨鲁，反而是厚树恩德，以收人心。
212年1月，曹操返回鄴城。汉献帝刘协下诏赐曹操赞拜不名、入朝不趋、剑履上殿三项特权。比汉初开国丞相萧何还多出“赞拜不名”一项。
曹操西征关中时，河间国土豪田银、苏伯二人造反。煽动幽、冀二州。留守邺城的曹丕本想亲自前往征讨，后听了常林的劝谏，改派将军贾信前往。叛乱平定后，千余人投降。众人皆以曹操旧法‘围而后降者不赦’主张杀掉这些降人。但程昱坚决反对“那是乱世用重典的权宜之计。现在天下略定，不可再行此法。就算要行，也最好先报知曹公。将军在外专命而行，是因事有临时之急。如今这些人全都被贾信控制住了，还是应由曹公来处置”曹丕接受了程昱的意见，将此事报知曹操。曹操很快下令将这些人全都放了，并高度赞扬了程昱“不但明于军计，还善于处理我父子之间的联络”
此战，国渊上报斩首级数，并不虚报，皆如实数“征讨外寇，虚报战功，是要耸百姓听闻。现在是平定内乱，本就是我们治国不力才造成的。若再虚报，我甚耻之”
5月，卫尉马腾因受其子马超牵连被诛，三族夷灭。
7月，去年与马超一同造反的关中十将之一的梁兴在被曹操大败之后就躲在蓝田县。等曹操撤军后才敢出来，入侵左冯翊。造成诸县恐惧。左冯翊郑浑组织官吏百姓修治城郭守备，并下令招募百姓逐贼，得其财物妇女后，7/10全部赏给有功的百姓，这样激发起全民捕贼的高潮。再派素有恩信之人去到寇贼们藏身的山谷内布告招诱，最后命各县长吏各还本县，做好各自的本职工作。很快，梁兴的部队就星众四散了，梁兴带着一些死党据守鄜县。曹操命驻守长安的夏侯渊出兵，与郑浑一起平定。最后梁兴被杀，余党悉平。
9月21日，汉献帝刘协下诏封皇子刘熙为济阴王、刘懿为山阳王、刘邈为济北王、刘敦为东海王。
张纮向孙权建议丹阳郡秣陵县山川形胜，可为治所。两年前刘备到京口见孙权求借荆州时也曾路过秣陵，也劝孙权以此地为治所。9月，孙权正式徙治秣陵，并改名建业，筑造石头城。后又接受吕蒙的建议，在濡须水口建立船坞，准备拒曹。
10月，曹操亲率大军，号称步骑40万，东征孙权。而在此次出征前，曹操下的第一谋士荀彧因与曹操的政见不和，终于导致了其人生的悲剧。事情起因于董昭联络了一批文武官员，要为曹操造势，让皇帝封曹操为国公，赐九锡，以彰其殊勋。并推出此前一直与曹操关系紧密的士族名臣代表荀彧牵头来做这件事。但要知道：国公爵自商鞅变法以后就被废除了，封公爵就要建公国，这可不是一件小事！政治上极为敏感且忠于大汉的荀彧立即意识到这件事的可怕性。另外，加九锡自从王莽之后也成为所有汉臣心头的一根刺。荀彧立即驳斥了董昭此议“曹公兴义兵，本为匡朝救国，秉忠贞之诚，守退让之实。我们应做爱人以德的君子，不应行此事，让曹公背负后世骂名”可此刻的曹操已不再是那个起义兵、诛暴乱，乃心无不在王室的东郡太守、兖州牧、司空、武平侯了，曹操的野心越来越大，已不甘于只做一个大汉丞相了。荀彧的反对被曹操知道后，曹操大为不悦。出征孙权前，特地上表朝廷，请荀彧代表天子到谯县来劳军，然后将荀彧留下。命他以侍中、光禄大夫、持节参丞相府军事的身份随同自己出征。到达寿春时，荀彧因患病不得不留下养病。之后，荀彧的死法在《三国志》中有两种记载：陈寿说他是忧死；裴松之注说曹操命人给荀彧送来一个食盒。荀彧打开一看，里面空空如也，什么都没有。曹操这是在暗示荀彧你既要食大汉俸禄，我就让你无禄可食，荀彧最终饮药自杀。
本年，庞统向刘备献上取蜀的上中下三策：上策是率精兵昼夜兼程，袭取cd；中计是假称荆州有急，需要东归。白水关守将杨怀、高沛必来送行。趁拿下二人，然后杀向cd；下计则是退还巴郡鱼复县白帝城，空回荆州，徐做后图。刘备采纳了庞统的中计。
而曹操攻打孙权，孙权向盟友刘备呼救，也适时的给了刘备一最完美的借口。刘备亲自写信给刘璋，说曹操的威胁可比张鲁大多了。我现在需要先回去救荆州，完了再来帮你打张鲁。现在我想向你借兵1万、粮万斛。刘璋得信后很是不爽：我已送了你那么多东西，你却在葭萌呆了一年，屁都没打。现在还要回荆州，又要问我借东西？
但为免两家关系闹僵，刘璋最终同意了借兵四千、粮5千斛。而这又给了刘备借口“我来为你抵御强敌，你却这么吝啬财物，如何能使士大夫效力死战”
而刘备要东归的消息也骗过并急坏了张松。他急忙写信给刘备、法正二人“今大事将成，如何要舍此而去”但这封信却被张松之兄、广汉太宗张肃所得。张肃怕祸及自己，急忙去向刘璋自首。
刘璋这才如梦初醒，下令将张松收斩，并给关戍诸将发去文书，命令他们不得再与刘备交通，但为时已晚。刘备借正式与刘璋翻脸。先将白水军督杨怀、高沛二人召来斩首。然后命黄忠、卓膺二将先行出发，刘备则径至白水关，并其士兵，然后再去与黄忠、卓膺会合，攻占广汉郡涪县。
本年，汉献帝刘协下诏将河内郡的荡阴、朝歌、林虑3县；东郡的卫国、顿丘、东武阳、发干4县；巨鹿郡的瘿陶、曲周、南和、广平、任城5县；赵郡的襄国、邯郸、易阳3县全部划入魏郡管辖。
213年1月3日，汉献帝刘协下诏：将天下14州并为《禹贡》记载的扬、荆、豫、兖、徐、青、冀、雍、益9州(《禹贡》益州称梁州)将幽、并2州并入冀州；交州并入荆州；凉州并入雍州；司隶7郡中的河东、河内、左冯翊、右扶风4郡并入冀州；弘农、河南2郡并入豫州；京兆尹并入雍州。
1月，曹操40万大军进军濡须口，攻破孙权设在江西的营寨，生擒其都督公孙阳。孙权率7万大军与曹操对峙月余。
有一次，孙权亲自乘坐轻船，深入曹军营帐中观看虚实。曹操下令弓弩乱发，要射死孙权。孙权昂然不惧，以船受箭。待一侧船重将覆，孙权便下令将船掉头，以另一侧受箭。待箭均船平，乃还（这应该就是《三国演义》中“诸葛亮草船借箭”的史实所本）曹操远望吴军军伍整肃，叹道“生子当如孙仲谋。像刘表的那两个儿子，简直就是豚犬”