危急萬分之時，沙場老將——皇甫嵩的指揮才能終於姍姍來遲地上線了。皇甫嵩發覺西涼軍的攻勢減弱了許多，在明光宮、桂宮和北宮之間的街道中徘徊不前。皇甫嵩據此判斷，是劉範還沒有清楚作爲盟軍中說一不二的主力的官軍在哪個宮殿之中。皇甫嵩大膽地猜想，劉範此刻最想要進攻官軍。因爲解決了官軍，鮮卑軍和烏丸軍就獨木難支，不值一提了。但劉範不知官軍在哪裡，如果魯莽地進攻，恐怕進攻的不是官軍，而是鮮卑軍和烏丸軍。這樣一來，西涼軍會在鮮卑軍或烏丸軍身上浪費時間，官軍很容易逃竄。將盟軍包圓兒一舉殲滅的戰略就無法實現，日後麻煩很大。所以，西涼軍遲遲沒有動靜。也是因此，皇甫嵩心生一計，以引開西涼軍的注意力，好讓官軍逃出長安城。
皇甫嵩傳令給身在北宮和桂宮的鮮卑騎兵和烏丸騎兵，命令他們兩軍出宮，大舉進攻西涼軍，而後他再率領官軍出明光宮，同他們夾擊西涼軍。和連、軻比能、蹋頓等人不知這是皇甫嵩的調虎離山之計，二話不說，乖乖地率領鮮卑騎兵和烏丸騎兵突然殺出北宮和桂宮，反擊西涼軍。昏暗的長安城中，再次熱鬧起來。
劉範一看，是藏匿在北宮和桂宮之中的敵軍敢於反擊，便以爲這支軍隊是官軍，於是不疑有他，將所有主力都調動到北宮和桂宮來，猛攻這支膽大妄爲的軍隊，就連包圍着明光宮的幾千西涼軍也都加入了剿殺北宮、桂宮之敵的行動中來。斥候來報，說西涼軍都撤往西方，皇甫嵩就放鬆下來，知道這是劉範中了他的計了。因爲北宮和桂宮就在長安城的西北角，而明光宮在長安城的東北角。沒有了西涼軍的阻撓，皇甫嵩順利地打開了明光宮的宮門，然後率領殘餘的官軍向東城的三個城門逃去。
此時，西涼軍在劉範的調動下，正匯精聚神地攻打北宮和桂宮。鮮卑騎兵和烏丸騎兵起初是殺出了宮門來，到了街道之上，但很快又被西涼軍殺得退回了宮裡去。在西涼軍猛烈的攻擊下，鮮卑騎兵和烏丸騎兵只得死死地頂着宮門，扛着西涼軍的攻擊。兩軍等了許久，也不見官軍按照約定，出明光宮來夾擊西涼軍。和連、軻比能和蹋頓等人都慌了神了，爬上北宮和桂宮最高處嚮明光宮方向張望，看到官軍確實正在出宮來，但官軍的方向卻不是向西來夾擊西涼軍，而是向東逃亡到東城的三個城門去。兩族首領都是恍然大悟：原來皇甫嵩是假意夾擊，而利用鮮卑騎兵和烏丸騎兵來引開西涼軍，方便官軍逃跑啊！
眼看官軍大部已經出了東城門，軻比能一怒之下，就舉起弓箭，點燃了火箭，朝明光宮方向射去。軻比能這麼做，只不過是泄憤而已，但卻收到了意想不到的收穫：劉範看到了那支火箭，順着那支火箭向東一看，官軍正好趁着西涼軍撤開包圍，逃向東城門。劉範也醒悟過來，又派出主力軍去追擊官軍，只留下一小部分的西涼軍繼續攻擊北宮和桂宮。沒有了大部西涼軍的包圍，鮮卑騎兵和烏丸騎兵的傷亡率很快就下降很多。兩軍在各自首領的帶領下，也悄悄地打開了北宮和桂宮的北闕，然後經過東市和西市，向北城門逃去。
而另一邊，西涼軍的主力追上了官軍，但無奈官軍殘部已經退出了長安城，在出城之後，還順手把木橋給毀掉，阻攔住了西涼軍的追擊。劉範只能隔着壕溝，眼睜睜地看着皇甫嵩帶着他的三萬多官軍向東逃跑。又回身殺向北宮和桂宮時，發現二宮也已經空虛，鮮卑騎兵和烏丸騎兵三千多人也通過北城門，渡過渭水逃跑了。這讓劉範氣餒不已。
原來，賈詡的計策就是用退軍西向，來麻痹盟軍，讓盟軍以爲西涼軍不會再攻擊堅固的長安城。然後，長安城又土硬水鹼，沒有柴木，長安軍民就必須出城去樹林去砍柴打水，以供過冬之用。而賈詡又密令一部西涼軍裝扮成普通百姓的模樣，跟着長安軍民一同打柴打水，然後也尾隨着長安軍民進入長安城。因爲過冬要緊，又因爲西涼軍已經退走，所以皇甫嵩不會對入城之人嚴加盤問。西涼軍就輕易地進入了長安城，沒有引起皇甫嵩的懷疑。一連五天，每天都有四千多西涼軍士兵裝扮成百姓模樣而混入長安城，五天之後就彙集了二萬人，已經足夠裡應外合。而且，賈詡還算出了在第五天的晚上，天會突降大雪。大雪一下，西涼軍的行動就更加隱蔽，不容易被發現了。果然，賈詡的瞞天過海之計完全取得成效，皇甫嵩的盟軍陣亡一半，另一半倉促逃往潼關方向和渭水以北，不知所蹤。
長安城就這樣輕而易舉地落入到了劉範之手中，西涼軍僅僅陣亡了四千多人。進城之後，劉範開始了對世家大族的清算。凡是將私兵和軍糧送給皇甫嵩的世家，一律抄家滅門。那些袖手旁觀的世家大族則沒有遭到清算。另外，長安城集中了大漢的衆多資源，劉範並命令軍士將未央宮、長樂宮、北宮、桂宮和明光宮洗劫一空，把宮中所有的奇珍異寶都搶出來，與軍士們二八分成，甚至還遠到上林苑，將建章宮也搶劫一空。劉範曾有言在先，所有物資，都要分給軍士們八分，全軍二分，就算這六個宮殿中的都是價值不菲的寶貝，也毫不吝惜，引得全軍爲之瘋狂。
除此之外，劉範還到處尋找長安城中的工匠。長安城和上林苑集中了大漢大半的坊和尚，坊是官府開設的，專供官府；尚人宮廷開設，專供宮廷，故而長安城的手工業十分發達，工匠也很多。西州要發展製造業，就必須要取得如此之多的工匠。長安城的工匠又都是官府和宮廷的，所以技術十分高超，正好彌補西州製造業的不足。
皇甫嵩星夜兼程，終於逃到了潼關，與袁術匯合；而加起來只剩下三千多人的鮮卑騎兵和烏丸騎兵，也無力再在關中逗留，不敢再和西涼軍玉石俱焚，於是決定經過河南地，路過匈奴的地盤，逃回自己的老巢。整個關中，基本上都被西涼軍所佔領。