而他则率剩余的所有西凉铁骑四万骑，及甲骑具装营和陷阵营，向郿县进发。
但到了郿县之下，马超只看见袁滂驻守在此，不见了皇甫嵩。马超便率军继续东行，半个时辰后又到达槐里城，见守城的官军并没有多少，只由鲍鸿驻守，马超便继续率军，很快就来到了长安城下。
这时的长安城和同时代其他的城池一样，并不是像明清城池以砖砌成，而是以黄土夯实了，一层一层地版筑、堆高，而形成的。在平旷的关中平原上远远看过去，就像一座方形的土山。在土黄色为主要色调的数丈城墙之上，建有高大雄伟的城楼、直插云端的角楼、整齐排布如锯齿状的雉堞，十分坚固。
这时的长安城还与唐长安城有所不同，唐长安城处于渭水北岸，而汉长安城位于渭水南岸。而且汉长安城只建设起了宫城，并未修建外郭城。也就是说，长安城的城墙内，只有未央宫、长乐宫、建章宫等宫室，和比宫殿区面积狭小很多的东西两市。而长安城的居民所居住的里，全都居于宫城之外，没有外郭城保护。
亲眼见到看到汉长安城，马超才明白，为何后世发掘出的汉长安城遗址只有长乐宫、未央宫、建章宫、明光宫、桂宫等宫室，和东西两市、高庙、武库、城门和城墙，却并没有百姓所居住的里了。
原来是里都分布在城墙之外，而汉朝并未给里修建起一道郭墙。
在后世，针对汉长安城遗址只发掘出宫殿区和城墙，而没有发掘出里，考古学家们分成两派。一派认为，汉长安城就是没有里，没有多少百姓居住在长安城；一派认为，汉长安城确实有里，但没在宫城之外，营建起郭墙，里就暴露在长安城外。
以前马超也曾经笃信汉长安城无里，无太多百姓居住。现在看来，是他想错了。
在长安城西郊，有太液池、渐台、神明台、双凤阙、和建章宫的前殿。高大的双凤阙，还高出长安城墙几丈。
马超仔细一看还发现，长安城南郊，还有两座高大宏伟的楼阁，是辟雍和社稷。在辟雍和社稷之间，本来还有“王莽九庙”。但很快东汉建立后，“王莽九庙”就被摧毁，只留下辟雍和社稷。
正当马超看着这气势磅礴的长安城，看得津津有味时，西城墙、直城门之上的城楼上，一面最大的红旗，吸引了马超的注意力。那面旗帜，正是皇甫嵩的大纛。皇甫嵩也正站在他的大纛之下，俯瞰着城下马超。
官军击鼓，立即把马超从欣赏长安城上给拉了回来。马超命令部曲在太液池与神明台之间排列成阵，并命令一部上到了神明台上，遍插旗帜。太液池和神明台距离长安城有五里，（汉代一里，合415米），正对着双凤阙和建章宫前殿，也正对着双凤阙和前殿之后的直城门。在直城门之上的城楼的皇甫嵩，能够把西凉军尽收眼底。
面对西凉军占据了神明台，皇甫嵩也无可奈何。他知道，以现在这样的局势，他再率军野战，必败无疑。只有坚守不出，才能守住长安城，断绝马超对于关中的野心。
马超见皇甫嵩在长安城，就知道这皇甫嵩倒还挺有战略眼光的，他深知长安城是整个关中的心脏，若不以重兵驻守，后果不堪设想。
马超想抵近到直城门之下，又怕建章宫前殿之中有伏兵，便先派数百骑前去侦查，才发现殿中并无伏兵，便毫无顾忌地骑着小白，一直奔至双凤阙下，才停住。因为有高大的阙挡着，哪怕距离城墙只有几十步，也能不被官军的箭矢所伤。
马超在双凤阙下，对着直城门上的城楼下的皇甫嵩喊：“皇甫老将军，在此否？”
皇甫嵩靠近雉堞一些，向下喊：“马儿，找老夫何事？”
马超听了也不恼，笑道：“无事，只是来亲自问问车骑，在扶风之战中，损失了多少官军？”
皇甫嵩大怒，说：“我军兵力仍旧充足，你只需要知道这一点就够了。”
马超笑道：“老将军欺吾。若官军兵力充足，怎么会龟缩在郿县、在槐里、在长安城内，不敢出城与吾再来一场野战呢？”
皇甫嵩无言以对。
马超笑道：“以吾领兵一年所积累的经验来看，老将军恐怕折损了五六万的兵力。目下之兵力，大约只有五六万吧！官军之前两倍于我军，人多势众，方才敢与我军交战。现在官军兵力大致与我军相当，官军战力本又弱与我军，因而老将军才不敢再轻易出战，只能龟缩城内，坚守不出了。”
皇甫嵩冷冷地说：“马儿，老夫不得不承认，你所说的都是事实。老夫是被迫守城不出不假，但你有能力，攻破老夫重点防守的长安城、郿县和槐里城吗？这三座城池连成一线，若你不攻下，你就拿不下关中。拿不下关中，你就只好率军退出京兆，退回右扶风。”
马超笑道：“老将军此言差矣！长安城乃关中心腹，老将军与官军主力俱在此处。只要吾攻下了长安城，击败了官军主力，那么处于长安城控制范围之内的郿县和槐里城，皆自然不足挂齿。”
皇甫嵩知道马超所说是真的，心里恐惧，但仍旧强打精神喊道：“好啊！那老夫就在这长安城上，等待足下你，率军攻克！”
贾诩追了上来，到马超身边，低声说：“长安城高大坚固，周围又有众多的宫殿楼阙，百姓里坊，辟雍社稷，掣肘极多。我军又都是铁骑，少主万不可攻城。”
马超道：“这吾自然省得。吾已经另有打算。”
贾诩便退下了。
马超笑道：“老将军以为吾有这般愚蠢，会用一群铁骑去攻城吗？”
皇甫嵩不屑地笑了，说：“老夫听说，你父子二人竟然把缴获的军粮全都用给流民。你之军粮已经所剩无几，若不攻下长安城，获取长安城储备的粮秣，那你就只得因为粮尽而退兵了。”