派了兵，但曹军有夏侯渊、张郃等坐镇，每次的结果也都是无功而还。张鲁手下杨白等人嫉妒马超受宠欲加害于他，于是马超便从武都逃入氐中。
归降刘备.214年（38岁），马超认为不能与张鲁共计天下大事，时刘备正将刘璋围于成都，刘备秘密派遣李恢、彭羕出使汉中接触马超，马超于是密书于刘备投降，刘备大喜；马超投降刘备的消息令成都内人人震惊，很快开城投降。刘备成功佔领益州后，封马超为平西将军，驻于临沮，封为前都亭侯。后又参加北伐汉中，但不成功，与张飞先撤退。219年（43岁），刘备称汉中王，封马