董卓谢恩过后，连夜率骑兵数千人，往关中而来。到长安西郊之时，恰逢张温得右扶风守将鲍鸿等人相助，与羌人列阵大战。董卓曾久随张奂，知羌人虽勇，只擅于正面冲击；遂率所部骑兵秘密绕至羌人后方，喊杀而出，左右开弓，勇不可当。边章、韩遂不知其虚实，皆溃败而走。张温见状大喜，厚赐董卓，又分兵三万人于他；令他与鲍鸿、周慎等其余五员大将，兵分六路，一齐向西追击败兵。
汉军追至金城郡时，边章、韩遂已在榆中县（今甘肃省榆中县，位于金城郡最东部）一带重新布防，汉军久攻不克。张温帐下，行军参谋孙坚说诸位将领道：“今叛军之兵龟缩于榆中县内，不敢出城复战，此是天教凉州属不得胡人也。诸位将军何不独留一军于榆中城下，以监视叛军举动；其余五路兵马，另往榆中县周围占据险要，以抄截其外来之粮。边、韩等人长久得不到粮草接济，必弃金城而退守塞外，那时诸位再一鼓作气，但凡凉州境内之县邑，皆可轻易收复也。”
张温帐下六员将领闻言，有五人面露难色，回孙坚道：“孙参军之言固然有理，但羌兵素来勇健，何敢弄险？——莫如继续驻兵于此，与之对峙。”唯有董卓一人贪图独建大功，前往拜见张温，请命往攻他处。在得到张温允准后，董卓即率所部兵马三万余人，星夜往榆中东南的天水郡而来。
他没想到的是，边章、韩遂帐下，也有人献出了和孙坚一样的计策：即用一偏师，牵制对方主力；其余军队，则用于截断汉军粮道。董卓到天水郡时，恰逢边章、韩遂率十万大军绕道至此，正在汉军身后秘密构筑壁垒，准备将六路汉军围困于“金城郡—天水郡”之间，好一网打尽。董卓见势不妙，策马当先逃窜，身后边章、韩遂为防计策泄露，紧追着不放，终于将三万汉军堵截在一条河边。幸得经过上次一役，羌人知道董卓擅长骑射，且有一手左右开弓的特殊技艺，既见将他困住，倒也不敢过分紧逼。
双方对峙了几日，汉军渐渐粮草告罄。董卓见叛军阵势严密，冲击不动，只得另寻求生计策。在他部下之中，有一人名叫李儒，极有智谋，他说董卓道：“今叛军三面合围，只有河道一面不作设防。将军欲脱此困，何不想一办法，从河上过去？”董卓用其妙计，当日起，就分拨数千军士赤身裸体，纵身下河捕鱼捉虾；其余士兵，仍扼守原地不动。边章、韩遂听得这事，乘马并行上前看时，只见汉军营中鱼虾乱跳，士兵全凭此充饥，三万多人，仅仅勉得果腹。不禁相顾笑道：“此处汉军粮尽矣！再围困十日，可尽降其众。”之后，当有士兵再来汇报，说汉军那边又有人下河捕鱼了，他俩也不再过问。
谁料想，董卓的“捕鱼捉虾”只是表面现象，才过三日，士兵下河之后，手中的网兜全换作了麻袋，以构筑土坝，拦截上游之水。因这条河既不甚宽，也不甚深，没等及十日，土坝修筑成功，下游之水已深不过士兵膝盖。董卓趁机率军突围，一举冲过河道对岸，又下令士兵：拉倒此前所筑的土坝，让河道恢复原样。等及边章、韩遂二人得讯，急忙率军赶来时，董卓那边三万多人早已去得远了。
董卓突围之后，并未回师相救其余汉军，而是径直撤回关中屯扎。张温的六路大军，因此全军覆没了五路，幸得有鲍鸿、孙坚等人拼死力保，张温方得以回到关中，整顿败兵再战。其后，张温又几次传召董卓议事，董卓因自恃甚高，又轻视张温乃一介文官，韬略平凡，言行举止中渐渐显露出傲慢来，也不再以偏将之礼及时参见。行军参谋孙坚见状，几次暗谏张温，可以“将无威不立”为由，斩杀董卓。结果张温不肯听从。相反的，他还将自己屡战屡败之事，以及董卓等人所立的功绩如实上奏朝廷，请汉灵帝定夺赏罚。
数月后，张温不出意外的被罢免召回，董卓、孙坚俱有嘉奖。汉灵帝本欲听从群臣之劝，用皇甫嵩接替张温；但由于十常侍和皇甫嵩不和，竭力阻挠，汉灵帝遂拜凉州刺史耿鄙为主帅，总揽凉州防务。耿鄙掌得军权后不久，叛军之中发生内讧——边章、北宫玉为韩遂所杀，十万汉、羌大军皆为韩遂独掌。耿鄙因此轻视叛军，主动率军出战，结果竟也败死于韩遂之手。
耿鄙一死，天下震动。好不容易稍稍平静的华夏大地，从此又剧烈的骚动起来。在凉州东部，有一人名叫马腾，其祖上便是赫赫威名的伏波将军马援，此时他见凉州一带有机可趁，便举汉军一支作乱于凉州东北，与凉州西南的韩遂遥相呼应；又有常山人张燕，靠招纳黄巾余党、各地匪贼起家，渐渐集得数十万人，横行于冀州；又有渔阳人张纯，与前泰山郡守张举、乌桓大人丘力居等人合兵，肆虐幽州大部；又有长沙人区星，举兵万余，叛乱于荆州长沙地界……以上诸路叛军，几乎于同时爆发，朝廷根本无法像平定黄巾起义时那样，在短时间内凑集得足够的兵力，将之迅速平定。
汉灵帝慌了，他终于发现大汉王朝出现了倒塌的迹象。而更让他感到无助的是，此次大规模叛乱爆发后，各地官兵延续了“黄巾起义”爆发初期的拙劣表现，一旦见叛军杀到，个个跑得比兔子还快。——难道泱泱东汉十三州，除了朝廷军队之外，其余官兵全部都是饭桶、摆设吗？
就在汉灵帝无力地瘫软在龙椅上时，九卿之一，太常刘焉突然拜服于大殿中央，高声道。
“陛下，微臣有一言上奏。”
“所奏何事？”
“讨平四方叛贼，力保大汉社稷之法。”
汉灵帝连忙一坐就起，急问刘焉有何回天之术。刘焉道：“请恕下臣直言，当今天下叛乱迭起，四方皆镇压不利，非是地方官兵无能也，实为朝廷在刺史一职的委任上，多有失策之处。——陛下试想，一州之最高长官，名为刺史，但其作为一方大吏，却仅仅只有权监察数郡太守之权；况且，我大汉一朝，凡担任此一官职的，常被明文戒令，不得沾染军务、政务，即便遭遇突发战事，不得陛下诏书，亦不得统帅大军备战，故只能坐看各郡各县各自为战，使得贼势愈演愈烈也。”
“那依爱卿看，刺史之职，应该如何改置方为妥当？”
“不如取消刺史之名，改置州牧。州牧者，一州之长官也，其属下各郡、各县，无论军事、政事，皆由州牧一力统管。也唯有如此，今后朝廷各州之内，官兵方能齐心协力，令行禁止，与叛军作殊死战。”
“那朕前日用耿鄙为凉州刺史，兼领大军，已是形同于爱卿所说之州牧。为何一战即死，不曾见有奇效？”
“耿鄙为人，素来轻信奸吏，少听良言，其战死乃是轻敌之故，与州牧二字何干？”
汉灵帝点头，觉得刘焉之言不无道理，又与其余大臣商议。大臣们因见朝廷已无力独自平乱，各地官兵又是一盘散沙，若继续这样零散抵抗的话，确实非是韩遂、马腾、张燕等各拥十万以上军力的大军阀的对手，大多附和刘焉意见。汉灵帝于是终肯下诏：拜太常刘焉为益州牧，太仆黄琬为豫州牧，宗正刘虞为幽州牧，即日起，三人立即赶赴前线，往益、豫、幽三州赴任。