Trong thời gian ở dưới trướng Trương Lỗ, Mã Siêu nhận thấy Trương Lỗ "chẳng thể cùng bàn tính việc" cho nên Mã Siêu ôm nỗi buồn bực, thêm vào đó kế hoạch Bắc tiến phục hận không triển khai được, ngoài ra viên tướng thân tín của Trương Lỗ là Dương Bách hiềm tỵ, ganh ghét muốn hãm hại người tài, nhiều lần xàm tấu về Mã Siêu chính vì vậy, khi nghe tin Lưu Bị vào Xuyên, hiện đang vây đánh Lưu Chương ở Thành Đô, ông lập tức bí mật gửi thư xin hàng Lưu Bị để về đầu quân cho ông này.