三国初年，曹操挟天子以令诸侯，领丞相之职，独霸北方，揽朝廷大权于一身。赤壁之战失败后，曹操把战略重点放在陇右。刘备割据成都，北上伐魏。陇南遂成了魏、蜀争夺的前哨阵地。
灵帝中兴元年（184），陇右爆发了由伯玉、李文侯领导的羌族起义。起义军以金城著名豪族边章、韩遂为首领，杀死护羌校尉冷征和金城太守陈懿，势力扩展到陕西的三辅一带。
中兴四年（187），凉州刺史耿鄙军司马马腾起兵，与韩遂联合，推汉阳人王国为主。后废王国，与韩遂割据凉州（治冀城，今甘谷境）。凉州包括安定、北地、天水、陇西等地，陇南北部亦在其。曹操正在佣兵南下，与吴、蜀作战，无暇西顾，对关陇的割据势力采取安抚之策。征马腾入朝，任为卫尉，拜其子马超为偏将军，由马超代其父统众。
建安十六年（211）后，曹操亲自率军西征，声言攻打汉中张鲁，马超联合10万之部众，屯兵潼关，抗拒曹操西进。曹操以离间之计，使韩遂与马超互相猜疑，不相救援，击破马超联军。马超、韩遂败回凉州，马超据冀城，韩遂据金城。
杨阜对曹操说：“超有信，深得羌胡心。若大军还，不严加防备，陇上诸郡非国家所有也。”
建安十七年（212），曹操杀马腾，夷其三族。马超被夏侯渊击败，逃往安定。马超联合氐羌，并汉中张鲁共起反曹，攻陷陇上诸郡。氐王杨千万响应马超，马超屯兵兴国（今甘肃秦安），遂与兴国氐王阿贵、仇池百顷王杨千万进军陇上。郡民望风响应，郡县皆附于马超。唯冀城（今甘谷境）奉州郡之命固守不从。马超尽兼陇右之众，汉中的张鲁亦遣将助之，计万余人攻打冀城。城中守将杨阜选精兵在城上设偃月营，以据马超。相持8月之久。凉州刺史韦康派别驾阎温潜出城外，求救援兵。
阎温，字伯俭，汉阳郡西县人（今礼县境），凉州别驾。别驾为刺史之佐史，其职守是辅助刺史巡察郡县。马超据陇右时，阎温奉命守上圭城（今天水秦城）。马超攻上圭，郡人任养举众迎接，阎温劝阻未果。马超围冀城，韦康，阎温等被困守城中。
阎温以勇捷机敏闻名，乘夜幕伺机逃出重围，潜入水中，顺水而下，至天亮时已达显亲（今秦安境）地界。马超察觉后，遣兵追击，阎温被俘，解押马超营中。马超亲自为其解绑，说：“今成败可见，足下为孤城就救，义何所施？若从吾言反，谓城中东方无救，此转祸为福之计也，不然今为戮矣。”阎温假装顺允，与马超并车于城下。阎温对城上守军大声呼喊：“大军不过三日至！”知救兵将至，城上军民哭喊声骤起，大呼“万岁！”群情万分。马超被激怒，厉声言道：“足下不为命计邪！”阎温佯装不答。马超久攻冀城不下，对阎温尚存侥幸，忍耐着一腔怒火问阎温：“城中故人有欲与吾同者？”阎温大声说道：“夫事君有死无二，而卿乃欲令长者出不义之言，吾且苟生者乎！”马超遂将阎温杀死在城下。城中刺史、太守见守城无望，“失色，始有降超之计，”开城门投降。韦康降后被马超所杀。
马超占领冀城后，自称征西将军、领并州牧、督凉州军事。
韦康、阎温被杀后，激起韦康部属愤慨，参军杨阜驻兵卤城（今礼县盐官），借埋葬亡妻之机，去历城见拥兵历城（今西和境）的抚夷将军姜叙，求姜叙出兵共讨马超。姜叙乃杨阜表兄，从小在姜叙家长大。姜叙见杨阜哭泣哽咽，悲愤之极，遂有出兵之意。姜叙母也在一旁说叙。杨阜、姜叙起兵卤城（今礼县盐官），并约冀人姜隐、原羌道令赵昂及尹奉、娆琼、孔信，武都人李俊、王灵，南安（今陇西）赵衢、庞恭，安定梁宽等共起反超。待马超出城，梁宽等即关闭城门，杀马超家属部卒百余口。马超袭破历城（今西和境），杀姜叙母。杨阜身被五创。马超无奈，奔走汉中依附张鲁。夏侯渊逐百顷氐王杨千万，收氐谷10余万斛。马超接受刘备使者李恢劝说，从武都入氐中，与杨千万率众氐入蜀投奔蜀汉。刘备以马超为平西将军，后迁骠骑将军，领凉州牧，晋封来乡侯。
建安十九年（214）三月，曹操西征至陈仓（今宝鸡），将自武都入氐中，氐人塞道拒之。曹操遣张郃、朱灵等攻破氐寨。四月，曹操自陈仓出大散关，至河池。河池氐帅窦茂等万余人持险不服，被曹操破而杀之。又令夏侯渊还击下辨、故道氐，收氐人谷10余万斛。
建安二十二年（217）冬，刘备乘曹吴交战之机，“率益州之众出于秦川”。刘备使诸葛亮总理后方粮草供给，亲率赵云、黄忠、魏延等，攻克马鸣道（今四川青川县马角坝），北入阳平关（今陕西宁强县境）。明年春，在定军山（今陕西勉县境）击杀夏侯渊。刘备遣张飞、马超、吴兰等从沮县（今略阳）趋下辨，氐人雷定等7部万余部落应蜀反魏。
曹操过武都（治下辨）时，苏则任武都太守。苏则素有威名，曹操令其为军前导，攻张鲁，取汉中。破张鲁后，使夏侯渊、张郃屯汉中。苏则因安抚下辨诸氐有功，曹操任苏则为金城太守。
曹操征汉中，以杨阜为益州刺史、金城太守，未赴任，又转武都太守。杨阜，字义山，天水冀人。威信素着。为政举大纲而已，下不忍欺。
建安二十三年（218），曹洪趋下辨，欲击屯守下辨的吴兰。张飞屯县东之固山，以断曹军后路相威胁。曹休对曹洪进言道：彼知断道，则当伏兵潜行；今先张声势，征其不能；宜乘其未集，速击吴兰，兰破则飞自遁逃。曹洪从其言，大破吴兰，斩其将任夔等。张飞、马超返还汉中。
曹操征汉中，以杨阜为益州刺史、金城太守，未赴任，又转武都太守。杨阜，字义山，天水冀人。威信素着。为政举大纲而已，下不忍欺。曹操恐刘备北取武都氐以逼关中，迁武都氐5万余落，即30万人，出居扶风、天水界。曹操以武都孤远，民心不服，氐羌势众，令杨阜前后徙汉、氐居京兆、扶风、天水界者万余户，且将武都郡治侨迁至兴平之小槐里。
建安二十四年（219）曹操率军在定军山一带与蜀军对峙两月余。刘备占有汉中及陇南之地，为蜀汉北伐曹魏奠定了基础。
建安二十五年（220），曹操死，子曹丕继承父业，受禅而立，称魏文帝，将刘汉之国窃为己有。
蜀汉章武三年（223）四月，刘备死于白帝城。刘禅继位。
227年，明帝曹叡立。蜀、吴结盟，共击曹魏。盟约曰：“天降丧乱，皇纲失叙；逆臣承纂，窃夺国柄”。将曹操所辖之地瓜分之：豫、青、徐、幽属吴，兖、冀、并、凉属蜀。共击曹操遭到失败。
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