而他則率剩餘的所有西涼鐵騎四萬騎，及甲騎具裝營和陷陣營，向郿縣進發。
但到了郿縣之下，馬超隻看見袁滂駐守在此，不見了皇甫嵩。馬超便率軍繼續東行，半個時辰後又到達槐裡城，見守城的官軍並沒有多少，隻由鮑鴻駐守，馬超便繼續率軍，很快就來到了長安城下。
這時的長安城和同時代其他的城池一樣，並不是像明清城池以磚砌成，而是以黃土夯實了，一層一層地版築、堆高，而形成的。在平曠的關中平原上遠遠看過去，就像一座方形的土山。在土黃色為主要色調的數丈城牆之上，建有高大雄偉的城樓、直插雲端的角樓、整齊排布如鋸齒狀的雉堞，十分堅固。
這時的長安城還與唐長安城有所不同，唐長安城處於渭水北岸，而漢長安城位於渭水南岸。而且漢長安城隻建設起了宮城，並未修建外郭城。也就是說，長安城的城牆內，隻有未央宮、長樂宮、建章宮等宮室，和比宮殿區麵積狹小很多的東西兩市。而長安城的居民所居住的裡，全都居於宮城之外，沒有外郭城保護。
親眼見到看到漢長安城，馬超才明白，為何後世發掘出的漢長安城遺址隻有長樂宮、未央宮、建章宮、明光宮、桂宮等宮室，和東西兩市、高廟、武庫、城門和城牆，卻並沒有百姓所居住的裡了。
原來是裡都分布在城牆之外，而漢朝並未給裡修建起一道郭牆。
在後世，針對漢長安城遺址隻發掘出宮殿區和城牆，而沒有發掘出裡，考古學家們分成兩派。一派認為，漢長安城就是沒有裡，沒有多少百姓居住在長安城一派認為，漢長安城確實有裡，但沒在宮城之外，營建起郭牆，裡就暴露在長安城外。
以前馬超也曾經篤信漢長安城無裡，無太多百姓居住。現在看來，是他想錯了。
在長安城西郊，有太液池、漸台、神明台、雙鳳闕、和建章宮的前殿。高大的雙鳳闕，還高出長安城牆幾丈。
馬超仔細一看還發現，長安城南郊，還有兩座高大宏偉的樓閣，是辟雍和社稷。在辟雍和社稷之間，本來還有“王莽九廟”。但很快東漢建立後，“王莽九廟”就被摧毀，隻留下辟雍和社稷。
正當馬超看著這氣勢磅礴的長安城，看得津津有味時，西城牆、直城門之上的城樓上，一麵最大的紅旗，吸引了馬超的注意力。那麵旗幟，正是皇甫嵩的大纛。皇甫嵩也正站在他的大纛之下，俯瞰著城下馬超。
官軍擊鼓，立即把馬超從欣賞長安城上給拉了回來。馬超命令部曲在太液池與神明台之間排列成陣，並命令一部上到了神明台上，遍插旗幟。太液池和神明台距離長安城有五裡，漢代一裡，合415米，正對著雙鳳闕和建章宮前殿，也正對著雙鳳闕和前殿之後的直城門。在直城門之上的城樓的皇甫嵩，能夠把西涼軍儘收眼底。
麵對西涼軍占據了神明台，皇甫嵩也無可奈何。他知道，以現在這樣的局勢，他再率軍野戰，必敗無疑。隻有堅守不出，才能守住長安城，斷絕馬超對於關中的野心。
馬超見皇甫嵩在長安城，就知道這皇甫嵩倒還挺有戰略眼光的，他深知長安城是整個關中的心臟，若不以重兵駐守，後果不堪設想。
馬超想抵近到直城門之下，又怕建章宮前殿之中有伏兵，便先派數百騎前去偵查，才發現殿中並無伏兵，便毫無顧忌地騎著小白，一直奔至雙鳳闕下，才停住。因為有高大的闕擋著，哪怕距離城牆隻有幾十步，也能不被官軍的箭矢所傷。
馬超在雙鳳闕下，對著直城門上的城樓下的皇甫嵩喊：“皇甫老將軍，在此否？”