隨著自己勢力的不斷膨脹和地位的相繼上升，董卓似乎已不滿足於邊遠豪強的名分，認為自己需要更加廣闊的政治空間。於是，他開始進一步蓄積力量，伺機發展。不久，東漢朝廷急於解決西羌問題。這對於董卓來說，是一個極其重要的發展契機。西羌問題一直是東漢政府最棘手的民族問題：自漢安帝永初二年（108年）開始，羌人就不斷發動反叛，涉及範圍相當廣泛，持續時間也很長久。漢桓帝年間，西羌問題不僅沒有得到絲毫平息，反而聲勢更加浩大。羌人不堪忍受漢朝地方官吏對他們的殘酷剝削和壓迫，不斷殺死漢人官吏，侵占州縣。而麵對羌人的反抗，內憂外患的東漢政府根本就束手無策，隻得求救於地方豪強，想借他們的力量來緩解西羌危機。當時，深知董卓底細的隴西地方官吏便極力向朝廷推薦董卓，這無疑給董卓創造了一個發展勢力、滿足貪欲和野心的良機。
公元167年，董卓擔任羽林郎，統管元郡（漢陽、隴西、安定、北地、上郡、西河）羽林軍。不久，他升為軍司馬，跟從中郎將張奐征討並州反叛的羌人。征戰中，董卓極力表現自己，充分發揮他勇猛強悍的優勢，縱橫衝殺，左右開弓，由於戰績突出，因功遷升為郎中，後來又因功升遷為廣武（今山西省代縣）令、郡守北部都尉（統治四川省汶川縣西南大部分地區的官名）、西域戌已校尉（掌管西部各民族事務的官名），一直征拜至並州刺史、河東太守。至此，董卓可謂平步青雲。
隻是任中郎將後，他在一次鎮壓黃巾軍的戰爭中慘遭失敗，獲罪革職，又被貶回隴西。常在河邊走，怎會不濕鞋啊。當然勝敗乃兵家常事。更何況，人家董卓獨特的性格和狂妄的野心決定了他不會甘於失敗和寂寞。
漢靈帝中平元年（184年）冬天，北地郡的先零羌和枹罕縣的群賊反叛，擁立羌族北宮伯玉、李文侯為將軍，殺死護羌校尉冷征。後來，伯玉和李文侯又劫持金城（今甘肅蘭州市西北）漢人邊章和韓遂。在不斷的兼並戰爭中，邊章和韓遂勢力迅猛增強，不僅殺死了金城太守陳懿，而且還於中平二年以討伐宦官為名，率領大軍，“入寇三輔，侵逼園陵”。在東漢政權麵臨被推翻的緊急關頭，漢靈帝急忙啟用和征派幾乎所有強將精兵抵禦邊章和韓遂的進攻。於是，董卓被重遷中郎將，拜破虜將軍，和司空張溫、執金吾袁滂、蕩寇將軍周慎等率領步兵、騎兵共十餘萬人屯兵美陽（今雍州武功縣北），護衛園陵。
當時，邊章、韓遂也正好進兵美陽。兩軍對壘，初一交鋒，由於羌兵凶悍勇猛，而且士氣旺盛，董卓所率政府軍隊便遭遇打擊，情勢不利。張溫等人心急如焚，生怕朝廷怪罪，而董卓卻神色自如，勸慰他們說：“現在我們雖然處於不利地位，但隻要我們等待時機，穩定情緒，一定能擊退敵人。如果連我們當統兵將領的都驚慌失措，勢必會動搖軍心，給敵人創造進攻我們的機會！”
果然不出董卓所料，十一月中旬某天夜晚，皓月當空，群星燦爛。由於交戰雙方一直處於相互對峙的緊張狀態，除了各自負責戒備的哨兵外，所有士兵都被戰爭拖累得精疲力竭。夜半時分，靜悄悄的夜空突然出現一道長達十餘丈的流星，半壁天空火光如柱，驚得邊章、韓遂軍營中的戰馬狂鳴不已。熟睡中的士兵驚醒後也被這一突如其來的奇怪現象嚇得目瞪口呆，不知所措。他們以為這是戰爭吃敗仗的不祥征兆，不願再留在美陽打仗，都想歸回舊地金城。頓時，整個軍營一片騷亂，久久不能安靜下來。第二天清晨，東漢軍隊的探馬向董卓火速報告這一緊急軍情。董卓聽後，欣喜若狂，心想正好可以利用這一天賜良機突襲邊章、韓遂的部隊，殺他個措手不及，徹底消滅敵人。於是，董卓立即采取緊急行動，與鮑鴻等人合兵夾擊。由於對方軍心受到影響，組織不嚴，大部分士兵根本沒有思想和防衛準備，頃刻之間遭受沉重創擊，死傷無數。董卓大獲全勝；邊章、韓遂敗走榆中（今甘肅省蘭州市金城縣中部）。董卓見機會難得，便馬上與周慎等人率領大軍追剿逃軍。由於金城是羌人的地盤，勢力無所不及，到處都駐有軍隊，而董卓等人盲目深入西羌，又犯了“窮寇勿追”的兵家大忌，在追趕過程中，遭到數萬名羌人圍擊。孤軍深入的東漢大軍完全陷入西羌部隊的分割包圍之中。由於後方援軍無法及時趕到，不到數日，各軍糧草殆盡，而圍兵不僅沒有絲毫減退，反而進攻更加猛烈，情勢十分危急。