鼎兴二年二月，徐晃率数万大军，旌旗招展，鼓噪而进，直逼陈仓城下，摆出全力攻城的架势。投石机日夜轰鸣，箭矢如雨泼向城头。曹仁冷笑，自恃城坚，指挥若定，将主要兵力集中于正面防御。
然而，魏延所率的五千山地精锐，早已如猿猴般消失在陈仓东南的崇山峻岭之中。他们丢弃笨重辎重，只带十日干粮、兵刃与攀援工具，在险峻无比的悬崖峭壁间艰难跋涉，终于在第七日深夜，如同神兵天降，出现在陈仓城西侧后方的山坳中。
是夜，月黑风高。魏延亲率死士，悄然摸近曹军设在城外的几处重要粮草囤积点和外围营垒。火箭齐发，喊杀骤起！囤粮之地瞬间化为火海，外围营垒守军猝不及防，被杀得人仰马翻。火光映红了陈仓半边天空，城内守军望见后方火起，又不知敌军多少，顿时人心大乱，谣言四起。
正面，徐晃见火起，知魏延得手，立即挥动令旗，早已准备好的敢死队扛着云梯、推着冲车，在震天的战鼓声中，向摇摇欲坠的陈仓城墙发动了真正的总攻！曹洪腹背受敌，军心已溃，虽拼死抵抗，奈何大势已去。激战至天明，陈仓西门被攻破，徐晃大军涌入巷战。曹仁曹洪见大势已去，在亲兵死卫下，仓惶从北门突围，丢弃大半兵马，狼狈逃往郿城。
陈仓一下，关中门户洞开，凉州与长安之间的陆路联系被硬生生切断。消息传开，关中震动，凉州惶然。
就在徐晃、魏延猛攻陈仓的同时，庞统的离间计在凉州悄然发酵。细作散播流言，称韩遂暗通刘备，欲卖凉州以求富贵；又称曹彰傲慢，欲夺韩遂兵权，尽诛羌胡酋长。本就各怀鬼胎的凉州诸将、羌胡首领与韩遂、曹彰之间本就脆弱的关系，在外部大军压境的恐惧催化下，迅速恶化。
三月初，凉州治所冀城发生火并。以阴平桥战死的候选、梁兴残余势力为首的部分将领，联合对曹彰不满的羌人首领，设宴邀请韩遂、曹彰。席间暴起发难，韩遂、曹彰虽勇，奈何变生肘腋，寡不敌众，双双被杀。动乱首领旋即控制冀城，清洗曹氏势力，然后急派使者，携韩遂、曹彰首级，飞驰至已进抵陈仓以西的张飞大营，表示愿举凉州归降，只求保全性命富贵。
张飞与庞统验看首级无误，相视而笑。庞统道：“凉州已乱，其主事者不过为求活命，并非真心归附。然我大军当前，可先受其降，稳住民羌，待平定关中后，再徐徐图之，彻底消化凉州。”
张飞从善如流，厚赏来使，允其归降，并令其暂且稳住凉州局面，等候天朝诏命。如此，未费一兵一卒，凉州最大的抵抗势力烟消云散，至少表面上已归顺。
与此同时，张任、邓贤率领的益州军，早已在郿城以东设伏。曹仁曹洪自陈仓败退，惊魂未定，溃军行至半途，忽听两侧鼓角齐鸣，箭如飞蝗！张任、邓贤率军杀出，将本就混乱的曹军溃兵截成数段，大杀一阵，曹仁曹洪仅率少量骑兵拼死逃脱，退入郿城，实力再损。
张飞闻陈仓已克，凉州请降，郿城曹军新败，豪情万丈。他留寇封与王平所部兵马镇守陈仓，安抚地方，疏通粮道；令徐晃、魏延为先锋，张任、邓贤为左右翼，自与刘璝、泠苞等将率中军主力，浩浩荡荡，直扑郿城。
郿城守军本就不多，又新遭败绩，主将曹仁曹洪带伤，士气低落。在张飞大军泰山压顶般的攻势下，仅抵抗两日，便被魏延率先登城，打开缺口。张任、邓贤趁势猛攻，郿城陷落。曹仁曹洪再度溃围，逃往长安。
至此，关中屏障尽失，长安已成孤城，暴露在张飞大军的锋芒之下。
郿城官署内，捷报如雪片般汇集。张飞环眼放光，对庞统道：“军师，陈仓、凉州、郿城，三喜临门！该向洛阳报捷了！”
庞统微笑颔首：“正当如此！同时，大军稍作休整，补充粮秣，即可挥师西进，兵临长安城下！曹操，已是釜底游鱼了！”
张飞哈哈大笑，声震屋瓦：“好！命大军休整三日，饱餐战饭，随俺去长安，端了曹操的老巢！”