回到隴西不久董卓便被重新征用，詔董卓為中郎將，佐車騎將軍皇甫崇護衛洛陽，征戰邊章，韓遂西北義軍。
在鎮壓邊章，韓遂等人反叛起義時，皇甫崇與邊章軍進行激戰，皇甫崇失利。又因在鎮壓黃巾起義時路過鄴（今河北臨漳）時，見中常侍趙忠修建的豪華宅邸超過規定而上奏靈帝沒收，被趙忠懷恨在心。中常侍張讓索要五千錢又未給，一並結怨。張讓，趙忠向靈帝讒言，皇甫崇被召回洛陽，以無功而免職。複以司空張溫為帥，執金吾袁滂為副，更任董卓為破虜將軍，令他與蕩寇將軍周慎統歸張溫指揮。
早先皇甫崇被征為中郎將，任冀州牧，急召進京時，信都令閻忠勸功高蓋主的皇甫崇自立為王，吸取韓信被殺的教訓，擁兵割據。皇甫崇認為，朝廷吏士還多忠於劉氏漢室，自立為王必遭天下唾罵，於是聽命於靈帝詔令，回軍洛陽，旋又出守長安，護衛西漢諸帝陵園，最終落得無功而免的下場。閻忠見皇甫崇不聽勸告，遂棄官逃跑，憤然離去。
如今張溫被用，又有名士張玄勸其擁兵自重，威逼靈帝誅殺宦官，起用賢士，又被拒絕。名士張玄是漢恒帝時名儒張超之子，恒帝時其父張超高節不仕，其兄張陵恒帝時官至尚書，以彈劾大將軍梁冀及其弟河南伊梁不疑而名聞朝野。張玄高才，有謀略感激張溫以禮舉薦，不仕而以布衣求見，張溫禮迎進帳後，張玄向張溫獻策說：“天下寇賊雲起，豈不以黃門常侍無道故乎?聞中貴人公卿已下當出祖道於平樂觀，名公總天下威重，握六師之要，若於中坐灑酣，鳴金鼓，整行陣，召軍正執有罪者誅之，引兵還屯都亭，以次翦除中官，解天下之倒懸，報海內誌怨毒，然後顯用隱逸忠正之士，則邊章之徒宛轉股掌之上矣”張溫聽後大為震驚，不知如何回答，良久之後便對張玄說：“處虛（張玄字處虛），非不悅子之言，顧吾不能行，如何？”玄乃歎曰：“事行則為福，不行則為賊，今與公長辭也”即仰頭欲飲毒酒自殺。張溫前執其手曰：“子忠於我，我不能用，是吾罪也，子何為當然！且出口入耳之言誰今知之？”張玄隨即辭別張溫，隱居於魯陽（今河南魯山）山中。
邊章，韓遂義軍原為湟中（今青海東部湟水流域）義從，小月氏人北宮伯玉和李文候所領導的邊民起義，以羌人少數民族為主。漢靈帝派軍鎮壓黃巾軍起義後，部分起義人民逃往河東，並州一帶，部分逃往幽州，益州及荊湖一帶，部分逃往涼州。邊章，韓遂立名於涼州胡漢之間，北宮伯玉和李文候被推舉為義軍將領後，殺護羌校尉冷征，又逼迫，劫持邊章，韓遂，使二人專任軍政之事。邊，韓二人被推舉為將，又有大部黃巾餘眾及西北漢人不斷加入起義隊伍，威勢日重，一路東進，殺金城太守陳懿，攻燒沿路州郡，以誅殺宦官為名，入寇三輔，侵逼長安西漢帝陵。靈帝急召皇甫崇，董卓進擊邊章，韓遂軍。閻忠勸皇甫崇自立被拒逃走之後，邊章，韓遂軍已至隴右，在起義軍進軍途中，涼州刺史宋梟不敢作戰，下令各州大人讀《孝經》以感化義軍，以瓦解義軍，取得勝利，戰不利被詔問罪入獄。漢陽長史（今甘肅甘穀東南）蓋勳素有威望，被義軍擊傷，不忍殺害，送歸漢陽。楊雄任州刺史，表蓋勳為漢陽太守，時天旱缺糧，府所積糧出以救民，活數千人，起義軍遂不攻漢陽而轉攻他地，漢陽安定。
靈帝召皇甫崇回洛陽，率軍出守長安，又被中常侍陷害，無功免職。張溫複為漢軍統領，合兵十萬，屯駐於美陽（今陝西武功），保衛西漢諸帝陵園。邊章，韓遂大軍急攻美陽，擊敗董卓，張溫。張溫被迫撤軍自保，固守不出，羌兵們做白狗祭，將一隻白狗吊在城外，七日不死，認為大吉，攻城必勝。於是加緊攻擊，使得張溫，董卓等人隻有招架之功，毫無還手之力。至11月（185年），有流星從空中劃過，光照邊章，韓遂軍營，韓遂迷信，以為衝撞了漢陵諸帝，恐再戰對己不利，欲撤兵回金城。眾羌眾占卜得吉卦，堅持進攻美陽，一時主意不定軍心大亂。董卓聽聞之後，大喜，與右扶風太守鮑鴻等人率軍猛攻邊章軍，邊章兵敗，被殺數千人。邊章，韓遂軍敗退至榆中（今甘肅永靖西北）。張溫派蕩寇將軍周慎率三萬騎追至榆中，邊章大軍分別列陣以迎擊。參軍事孫堅勸周慎說自己願意帶兵萬人斷邊章軍輸送糧物之道，以困邊章軍。周慎不聽，遂以大軍包圍邊章軍。邊章，韓遂一麵堅守城池，一麵暗自派軍切斷周慎軍的糧道，周慎驚恐，急率軍撤退，邊章，韓遂軍追擊，斬漢軍甚多，取得勝利。董卓率軍突進，迫北宮伯玉，李文侯等諸羌眾到達金城，望垣（甘肅天水）一帶。金城是羌人本勢，勢力無所不及，到處駐有軍隊，而董卓等人盲目深入西羌，又犯了“窮寇莫追”的兵家大忌，在追趕過程中遭到數萬羌人圍攻。由於後援軍無法及時趕到，不到數日，各軍糧食殆盡，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。當時周慎等人率領的軍隊已被徹底擊潰，董卓軍孤立無援，隻得設計解脫。沉著老練的董卓在此情形之下，仍不慌不忙，命令士兵在河中築一高堤壩，截斷上遊的水流。羌人們對此感到莫名其妙，這時羌兵偵查回來的消息說，東漢軍隊整天在壩中捕捉魚蝦。西羌將領以為董卓糧盡，隻能靠捕捉魚蝦充饑，於是放鬆了警惕，隻圍不攻，想困死董卓軍隊，可過了很久都沒有動靜，等到羌騎探明情況時，董卓軍隊早已消失的無影無蹤，不知去向。原來，董卓築壩的真正目的是迷惑敵人，以此掩護，然後伺機悄悄撤退。羌胡兵騎聽聞董卓軍隊逃遁，前往追擊。無奈董卓撤退時決了堤壩的口子，河中水深，無法渡河，隻能停駐著急，毫無一點辦法。董卓在望垣（今甘肅天水）北鎮壓先零各部，以迫羌兵回救，亦被北宮伯玉擊敗，邊章義軍遂轉危為安。
董卓回報軍情，張溫以靈帝詔書責問董卓征討不力之罪，董卓遲遲不到，張溫待其良久，便以怠慢軍機之罪責問董卓，董卓應對自如，不聽張溫將令，皆以逆對順，不肯認罪，狂言大語，對董卓輕視無禮。當時參軍事孫堅在座，向前耳語於張溫說：“卓不懼罪而鴟張大語，亦以詔不時至，陳軍法斬之。”溫曰：“卓素著威名於隴蜀之間，今日殺之，西行無依”。堅曰：“明公親率天兵，威震天下，何賴於卓？觀卓所言，不假明公，輕上無禮，此一罪也。章，遂跋扈經年，當以時進討，而卓雲未可，詛軍疑眾，二罪也。卓受任無功，應詔稽留，而軒昂自高，三罪也。古之名將，仗鉞臨眾，未有不斷斬以示威者也，是以田穰苴斬莊賈，魏絳戮楊幹。今明公垂意於卓，不即加誅，虧損威刑，於是在矣。”溫不忍發舉，乃曰：“君且還，卓將疑人。”孫堅聽後便起身向外，走出帳中。
邊章，韓遂等雖然暫時轉危為安，見朝廷兵將眾多，起義軍內部邊章，韓遂與北宮伯玉等人又矛盾四起，黨眾離散，決定退回涼州。又有數眾乞降張溫。張溫使百萬錢於靈帝及其左右，被靈帝遣使持節拜為太尉，征召入朝。因張溫中軍未臨義軍而勝，皆不予封賞。唯聞孫堅數卓三罪，勸張溫斬董卓以震君威而被皇甫崇等人賞識。董卓軍大難製又不加賄賂，黃門侍者亦多恨之，無不歎息張溫未斬董卓之錯，加拜孫堅為議郎。靈帝下詔征拜董卓為少府，入京為官，以削弱其兵權，挖掉他的涼州軍基，董卓不肯應詔，上書曰：“所將湟中義從及羌胡兵皆詣臣曰：‘牢直不畢，稟賜斷絕，妻子饑凍’牽挽臣車，使不得行，羌胡敞腸狗態，臣不能禁止，輒將順安慰，增異複上。”靈帝無奈，不能製止，深以為慮。
邊章等人退出三輔，進軍涼州之後，朝中有人主張放棄涼州。司徒崔烈也以邊章，韓遂反，征發天下，役賦無已為由勸靈帝放棄涼州。北地靈州（今寧夏靈武西南）傅燮，時為議郎，堅決反對，聽此朝議之後，厲言說道：“斬司徒，天下乃安。”尚書郎楊讚奏傅燮庭辱大臣，帝以問燮，燮對曰：“昔冒頓至逆也樊噲為上將，願得十萬兵橫行匈奴中，憤激思奮，未失人臣之節，顧計當從與不耳，季布猶曰：‘噲可斬也’。今涼州天下之要衝，國家藩圍。高祖初興，使驪商別定隴右；世宗拓境，別置四郡，議者以為斷匈奴右臂。今牧禦失和，使一州叛逆，海內為之騷動，陛下臥不安寢，烈為宰相，不思為國恩所以餌之之策，乃欲割棄一方萬裏之土，臣竊惑之。若使右袏之虜得居此地，士勁甲堅，因以為亂，此天下之至慮，社稷之深憂也。若烈不知之，是極蔽也；知之而故言，是不忠也。”靈帝從其議，不準放棄涼州，征漢陽太守蓋勳入朝為討虜校尉，後出京兆尹。任傅燮為漢陽太守，離京赴任。
傅燮到任漢陽之後，安撫眾羌，列置四十餘營，效果甚佳。羌漢民眾大部分是受壓迫，歧視而反叛，如此一來，反叛者大為減少。
起義軍不斷壯大，內部將領之間的矛盾也漸漸突出，漢兵與羌胡兵之間也是矛盾不斷，時有不和。韓遂借機殺邊章，李文侯，北宮伯玉，欲自立為王，羌胡，漢人皆怨恨韓遂此舉。此時涼州義從宋健，王國率軍與韓遂合兵一處，共守金城。漢庭方麵，涼州刺史楊雍因平叛不利而被免職，由耿鄙接任涼州刺史。耿鄙上任之後因信任奸詐貪財的程球而遭涼州士人怨恨。耿鄙開始征調涼州六郡兵馬以討伐韓遂等人，扶風茂陵（今陝西興平）人馬騰應征入伍，被任命為從軍事，後多有戰功而升任為軍司馬。韓遂殺邊章，李文侯，北宮伯玉後，自掌兵權，擁兵十萬進犯隴西郡。耿鄙準備率軍迎戰，漢陽太守傅燮知耿鄙不得人心，出戰必敗。於是竭力勸阻耿鄙說：“使君統政日淺，人未知教。孔子曰：‘不教人戰，是謂棄之。’今率不習之人，越大隴之阻，將十舉十危，而賊聞大軍將至，必萬人一心。邊軍多勇其鋒難當，而新合之眾上下未和，萬一內變，雖悔無及。不如息兵養德，明賞必罰，賊得寬挺，必謂我怯，群惡爭勢，其離可必。然後率已教之人討已離之賊，其功可坐而待也。今不為萬全之福，而就必危之禍，竊為使君不取。”耿鄙不聽勸阻，堅持率軍出擊。耿鄙率軍抵達隴西狄道（今甘肅臨洮縣），軍中內訌，別駕從事和隴西郡太守李相如反叛，率軍攻殺程球，複又殺耿鄙。軍隊嘩然而散，酒泉太守黃衍亦反，與韓遂連結合兵，軍司馬馬騰亦擁兵反叛，率軍投奔韓遂軍中。眾人推舉漢陽郡人王國為“合眾將軍”率軍圍攻漢陽。城中兵少，太守傅燮堅守不出。攻伐漢陽郡的數千羌胡素感激傅燮其恩，共跪於城外，叩頭請傅燮出，欲送他回靈州（今寧夏靈武西南）故裏，不願屠城殺之。年13歲的傅幹，知道其父傅燮性格剛烈，仰慕古人高風亮節，（傅燮，身長八尺，容貌魁梧，年少入洛陽為學，師從太尉劉寬，舉孝廉之後，聽說舉他為孝廉的郡將逝世，於是棄官服喪。）不會接受羌胡騎兵建議棄城回家，於是便勸其父說：“國家昏亂，宦官當朝，父親不被朝廷所容，如今涼州已被叛軍控製，我們兵少不能自守，鄉裏羌胡蒙受父親的恩德，欲送父親還鄉，還請父親依從他們的建議，暫時返回鄉裏，再征募智勇之士，待有道的人出世，我們再考慮拯救天下。”話還沒說完便被傅燮製止，歎氣說道：“別成（傅幹小字），你可知我今天必須死在這裏？正所謂‘聖達節，次守節’商紂這樣殘暴的君王，都有伯夷為他絕食而死，孔子都稱讚伯夷為聖人。如今朝廷還沒有商紂那樣殘暴，我的品德能超過伯夷？亂世不能培養出浩然正氣的人，我拿著朝廷的俸祿又怎麼能不替朝廷分憂呢？我既然已經到了這裏，就一定要死在這裏，你有聰明智慧，但我不能用你所說的言語。郡府的主簿楊曾就是我的程嬰，可保護你的安全。”傅幹聽後哽咽不能說話，左右的人都流淚哭泣。王國派酒泉胡太守黃衍入漢陽勸降，傅燮手按寶劍怒斥黃衍：“身為朝廷命官，反為逆賊做說客，你可知是何罪？”說著便要仗劍行刺。黃衍退出後，傅燮帶兵出戰，死於亂軍之中，其子傅幹逃脫，建安年間為丞相參軍，倉曹屬，入魏，為扶風太守。