当初张温派出有六路人马，其中五路人马，包括周慎都以失败告终，唯独董卓的军队全员班师，屯兵于右扶风。朝廷因功封董卓为斄乡侯，封邑一千户。
中平五年（188年），凉州叛军重新攻入右扶风，围攻陈仓县城。十一月，朝廷拜皇甫嵩为左将军，董卓拜前将军为副，各率两万人救援陈仓。
董卓向皇甫嵩建议急速进军，皇甫嵩认为：“陈仓县城防备坚固，凉州叛军必然无法攻克，我军只要按兵不动，以逸待劳即可取得全胜。”于是不听从董卓的建议。
朝廷征董卓为少府，董卓不肯受命，上书推辞：“我下属的湟中义从、匈奴士兵都来拦住我的车，苦求我不要抛弃他们，我制止不了他们，只能留下来宽慰他们，如果有情况有变我再向朝廷汇报。”朝廷也无可奈何，十分担忧。
中平六年（189年）春二月，凉州叛军围攻陈仓县城达八十余日不克，疲惫而退。皇甫嵩下令追击，董卓劝阻，认为“穷寇勿追，归众勿迫”，皇甫嵩则认为：“叛军是丧失斗志的疲师，而不是归众、穷寇”。
随后，皇甫嵩让董卓负责垫后，自己率军追击，连战连胜，斩首万余级，叛军首领王国逃走后不久病死。董卓因此非常忌恨皇甫嵩。
灵帝得了重病，下诏拜董卓为并州牧，其下属军队转交给皇甫嵩。董卓接受任命，但是不肯交出军队，上书辩解道：“我掌兵十年，士兵上下和我关系太好了，都要为我卖命，我乞求带这帮士兵去并州，效力边垂”。
皇甫郦劝说从父皇甫嵩趁机除掉董卓，皇甫嵩不从，只是将董卓不肯交出兵权的事上奏朝廷。于是，灵帝下诏责备董卓，董卓对皇甫嵩又更加怨恨。
最终，董卓带了五千人向并州出发，但是停留在河东郡就不走了，董卓是想观察雒阳局势。
灵帝驾崩后，大将军何进掌权，与司隶校尉袁绍合谋诛杀宦官。而何太后不肯下诏，于是何进、袁绍私招董卓领兵进京，以此逼迫何太后。董卓得知，立即动身。同时，董卓上书弹劾中常侍张让等人。
但是不久后何进又反悔，派谏议大夫种劭劝阻董卓进京。种劭在黾池见到董卓，要求董卓返回河东郡去讨伐流亡匈奴单于于夫罗，董卓不从，继续上书辩解，并进入河南尹。
迫于董卓进军的压力，何太后终于同意下诏罢免宦官。
董卓率军抵达雒阳城外时，种劭出城劳军时再次要求董卓撤军，董卓指使士兵上前威胁种劭，种劭大怒，斥责董卓，董卓自知理亏，便率军西撤至洛阳城二十里外的夕阳亭。
何进被杀当晚，与何苗有仇的吴匡等人联合了董旻（董卓之弟，时任奉车都尉）攻杀了车骑将军何苗。
董卓望见雒阳上空浓烟滚滚，才得知朝廷发生重大变故，于是急忙下令进军，当天天未亮，董卓才抵达显阳苑，打听到中常侍张让等人劫持皇帝刘辩上了北芒山，于是又向北芒山赶去。
在北芒山下，惊魂未定的刘辩等人见到了飞驰而来的董卓军，董卓终于在北芒山迎迎到了皇帝，随后众人一同还宫。
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