一次齊射，就把城門洞中的盟軍射殺得七零八落，死傷慘重，站立者屈指可數。西涼軍刀斧手再一擁而上，揮動手中鋒利的刀斧，將剩下的盟軍殺得一乾二淨。沒有盟軍阻攔之後，負責打開城門的西涼軍，順順利利地抽出了章城門的鐵製門栓，將章城門大開。與此同時，馬超也率部衝上了長安城牆，城牆之上，喊殺聲透過空氣中一片片雪花，仍能傳播到很遠的距離，幾乎全城都能聽見。西涼軍一上城牆，就首先殺向城門樓。駐守城門樓的二千多盟軍陡然遇襲，十分慌張，一舉被西涼軍衝殺得慘敗，有的盟軍士兵靠着城牆，還被撞下城牆去。馬超扔了長槍，奪來一把刀，奮力砍斷了轉盤上的鐵索，木橋就轟然倒塌，搭在了壕溝之上。在不到一炷香的時間，潛伏在長安城中的西涼軍就順利地攻克了章城門，放下了木橋。一切準備就緒後，馬超就點燃了一把火把，朝着西邊揮舞火把。
聽到長安城中準時響起驚天動地的喊殺聲，又看見章城門上有一束火把正被揮舞成一圈一圈的，劉範心裡大喜，命令西涼軍全軍都跟上，騎兵在前，步兵在後，向章城門前進。馬超的火把引來的不僅是西涼軍，還有駐守長安城中的盟軍。攻奪章城門，勢必要發出劇烈的聲響；擂鼓聲和火把的意味則更加明顯。喊殺聲很快就吵醒了整個長安城，皇甫嵩、曹操、袁紹、孫堅等人都以爲這是西涼軍在夜襲長安城，立即從牀上爬起來。但再仔細一聽，這喊殺聲不像是在城外發出的，倒像是在城中發出的。這就意味着，長安城中就有西涼軍在！盟軍將帥們都是大驚，聽聞是西城傳來了喊殺聲，就立即率領盟軍大部向西城趕來。
當盟軍姍姍來遲時，章城門上的守軍已經死傷殆盡，城門已經被打開，木橋已經被放下，而且從城門洞往外看，都能看得到城外正有一大羣人舉着火把，極速往章城門趕來。那些舉着火把的人，皇甫嵩用腳趾頭想想，都知道那是西涼軍又回來了。皇甫嵩嚇得出了一身冷汗，來不及想想這西涼軍是怎麼入城的，旋即指揮盟軍圍攻馬超帶領的這兩萬西涼軍，意圖在西涼軍主力入城之前，打敗這支潛入長安城的西涼軍，最起碼也要把城門給關上。但西涼軍最引以爲傲的就是其機動性冠絕天下。還沒等盟軍攻擊在城中的馬超部，劉範第一個就衝進了章城門之中，向盟軍殺過來。
一看到劉範那一張臉，盟軍紛紛嚇得退避三舍。緊跟在劉範身後的，就是數萬西涼鐵騎。西涼鐵騎跟在劉範身後，向一把餐刀切入牛排一樣，不費吹灰之力地就攻入了鬆散的盟軍之中。盟軍經過世家大族的補充之後，主力軍反而變成了私兵，而不是有戰鬥力的原盟軍。一個衝鋒，西涼鐵騎就把一大羣盟軍士兵撞倒在地，進而被馬蹄踩破腦袋。西涼鐵騎一往無前，進入盟軍陣中如入無人之境，揮舞着手中的馬槊和彎刀，殺得大多數都是步兵的盟軍大敗。
皇甫嵩看到這一邊倒的戰鬥，就立即命令盟軍退卻，退卻小巷之中去。西涼鐵騎也跟着盟軍衝入長安城，與盟軍展開巷戰。劉範知道，皇甫嵩這是想利用長安城的街道來削弱西涼鐵騎，因爲騎兵在城中密集又狹窄的街道巷口之中頗爲不便，不容易調頭，不容易退卻。於是劉範不急着讓西涼鐵騎都追上盟軍，而是讓西涼鐵騎都下了馬，然後再去追擊盟軍。下了馬，西涼鐵騎的戰鬥力依然比沒有戰鬥經驗的世傢俬兵強的多。在街道小巷之中，西涼鐵騎和西涼步卒都殺得盟軍節節敗退。皇甫一看巷戰不行，又命令盟軍退入長樂宮和未央宮，想利用二宮的深不可測來拖垮西涼軍，分散西涼軍。但西涼軍嚴密的建制，始終沒有被二宮所衝散。
盟軍便又是被打得節節敗退，甚至都退入到了長樂宮和未央宮中的各種尚之中。這時，曹操建議皇甫嵩放火燒了長樂宮和未央宮，以大火來阻止住西涼軍的步步緊逼。等大火熄滅之後，再趁機反攻，纔能有機會將西涼軍趕出長安城。皇甫嵩想也不想，就嚴詞拒絕，並罵得曹操狗血淋頭。皇甫嵩認爲，長樂宮和未央宮是大漢的宮殿，是高祖建立的舉世無雙的大宮，甚至在洛陽城的南宮和北宮都不能相提並論。宮中還保留着漢室積攢了兩百年的奇珍異寶，宮女宦官不比洛陽少，且祖宗牌位都還供在宮中，對大漢的重要性無可比擬，怎麼能燒燬？曹操知道皇甫嵩愚忠，不再進言。
很快，西涼軍就像洪水氾濫一樣，席捲整個長樂宮和未央宮，把盟軍趕出了二宮。盟軍沒有辦法，只能又退守北面的明光宮、北宮和桂宮。西涼軍鍥而不捨，很快就撞開了宮門，又尾隨着盟軍追入三宮。
在未央宮和長樂宮中進行激戰時，郭嘉進言，說盟軍有可能會火燒二宮，以來阻擋西涼軍的攻勢。劉範大笑，說皇甫嵩爲人愚忠，絕不會輕易燒掉這兩座對大漢意味深遠的宮殿。果然，皇甫嵩乖乖地退出了二宮，二宮整個都落入了西涼軍手裡。未央宮和長樂宮的面積就佔了長安城的一半的面積，在其北的北宮、桂宮和明光宮都很小，奪下三宮並不難。
劉範派遣一部西涼軍數千人，前去佔領了北宮、桂宮和明光宮之間的街道，將三個宮分割開來，然後再集中兵力逐個擊破。官軍被分割在三宮之中最大的明光宮，鮮卑軍被封閉在桂宮，烏丸軍被逼進了北宮之中。只要先攻敗了三軍之中最強大的官軍，弱小的鮮卑軍和烏丸軍就可以一鼓而下。但在一片混亂之中，劉範分辨不出官軍在哪裡，皇甫嵩在哪裡。