184年（光和七年）冬，分别来自北地郡、安定郡以及金城郡、陇西郡枹罕、河关等地的羌人举事叛乱，想趁机对抗经历数年的腐败和乱政已然衰弱的中央统治。
后来由羌人和小月氏人组成的湟中义从军，在令居兵变反抗大汉长官，并加入叛军，杀护羌校尉冷征，导致事态升级。
此时，两股叛军合兵，以原湟中义从胡士兵北宫伯玉和李文侯为将军。
此次联合意味着叛军控制了金城在黄河沿岸的条状地带。
短短几周内，叛军攻克金城郡治——允吾，从此以金城郡为主要作乱据点。
因为凉州刺史左昌侵占防御军费，救军不济，所以帮了叛军的大忙。
金城太守——陈懿前往叛军大营，商谈释放人质，反遭叛军杀害。
后来，人质中的新安县令边章、凉州从事韩遂被说服加入了叛军。
因为这些在凉州有名望之人的加入，使得叛军获得了更大范围的民间支持，而此二人将在叛乱逐渐进行的过程中扮演重要角色。
随后，叛军围左昌于冀县总部。
一些边将起初并不想救援左昌，但盖勋迫令他们前去救援。叛军因为尊敬盖勋，于是主动撤围。此事后，左昌被虔诚的儒生宋臬取代。
宋臬认为，只有在民间教授《孝经》才能平乱，不顾下级反对将这一建议上表朝廷，随即也被杨雍取代。
但地方状况并未因此改善，地方官再度被叛军围攻。有应对羌乱经验的新任护羌校尉——夏育在汉阳郡的畜官遭句就种羌首领滇吾攻打，盖勋又一次率军往救。
但这次，他在附近的狐盘遭到惨败，夏育、盖勋都逃走了。
此时，凉州政府显然已经不能靠自己的实力应对叛军了，只能期盼着朝廷组织大军前来平叛。
185年春，叛军人数已经达到了数万人。朝廷任命征讨黄巾的名将——皇甫嵩为左车骑将军，防御长安。
但皇甫嵩初期无功，因宦官诽谤，上任四个月后于七月被免职。
凉州的持续叛乱使国库大损，朝廷不得不课税、征召劳力以应战，司徒崔烈建议放弃凉州。
议郎傅燮则发表了一篇激动人心的演说，谴责崔烈，并强调凉州地处前线的重要性。
傅燮的说辞打动了汉灵帝，他拒绝了崔烈的建议。傅燮被任为汉阳太守，并被派往前线。
八月，司空张温被任为车骑将军以代皇甫嵩，新任破虏将军董卓、荡寇将军周慎等均在其帐下效力。
张温所部十万余人马行至美阳扎营，边章和韩遂也率本部来美阳作战，双方胜负未分，张温一度未能取得优势。
十一月，一颗流星坠入叛军营寨，叛军军心动摇。
董卓趁机突袭，击溃叛军，迫使边、韩向西退入金城郡的榆中。
此战得胜后，张温兵分两路追击叛军——周慎率军三万攻榆中，董卓率军三万追击湟中义从胡，但周、董都战败了。
周慎不顾部将孙坚——切断敌军粮道的建议，结果自己的粮道反遭敌军切断，只得仓皇撤退。
同时，董卓也在望垣被叛军包围，粮食耗尽。董卓在河上筑堤坝，作捕鱼虾状，却秘密率军渡河，得以逃脱。
叛军想追击时，因为被堤坝拦截的河水太深，所以无法渡河。
此次进攻，诸将中只有董卓全军而还。
虽然美阳之战阻止了叛军向中央心脏地带进军，但因为进攻失败，所以叛军仍在黄河上游保有势力。
渭河上游河谷成为双方争夺的地区。
186年冬，叛军首领——边章病亡，北宫伯玉、李文侯死于内讧。
新任凉州刺史耿鄙认为可以从中取利，试图在没有其他援军的情况下，在凉州重建中央的统治。
傅燮试图劝阻，称百姓并未习惯耿鄙这个长官、军队也没有时间建立士气，但耿鄙仍自行其是。
187年，耿鄙集结六郡军队进攻陇西。先前因为陇西太守李相如倒戈，使得陇西郡为韩遂军所攻占。但耿鄙任用贪官程球为治中，让士绅和百姓感到寒心。
四月，军队开至陇西郡治狄道时，耿鄙军发生兵变，程球和耿鄙都被杀死。变兵在狄道人王国带领下加入叛军，合围陇西以东的汉阳。傅燮身为汉阳太守，善待百姓，远近敬重，叛军在和他作战时踌躇了。
叛军数次试图说服他逃跑或投降，但尽管人力物力日益短缺，傅燮仍决心誓死守城。在一场孤注一掷的冲锋中，傅燮阵亡。
此事后，耿鄙下属军司马马腾率本部投韩遂，共推王国为帅。叛军一齐劫掠长安周边地区，也首次统治了整个凉州，张温则因平叛失败而被解职。
188年末，朝廷几乎放弃了收复凉州的希望，在很大程度上让地方自守。
但当王国率大军东进攻长安门户陈仓时，朝廷再度起用皇甫嵩以解除眼前的危机。皇甫嵩被任为左将军，带兵两万；董卓也有两万部属，协助皇甫嵩。
当皇甫嵩、董卓到陈仓后，董卓敦促皇甫嵩立即解围。皇甫嵩却不同意，认为陈仓防御坚固，不易被攻克，他们只需要坐等王国军泄气。
王国围城八十余日，毫无进展。
189年春，王国军疲劳了，放弃围城。
趁着王国军休息时，皇甫嵩下令追击，董卓以“穷寇莫追，以免其死战”的道理反对。
皇甫嵩却驳回了，认为王国撤退不是有组织的，而是斗志全失的结果。
皇甫嵩率本部进攻，留董卓殿后，取得大胜，斩首万余。董卓为此羞愤，从此滋生对皇甫嵩的怨恨。
陈仓之败后，王国被韩遂、马腾废黜，原信都令阎忠被推为凉州叛军的新头领。
但阎忠不久去世，叛军内斗并最终分成三个集团——金城的韩遂集团，渭谷的马腾集团，枹罕的宋建集团。
叛军的权力从起事的羌胡叛军转移到本土汉人叛军手中，若非是189年都城洛阳的变故，凉州之乱在此时本可被平定。
汉灵帝于189年5月13日驾崩后，大将军何进为宦官所杀，洛阳随之发生了政乱。
董卓率兵进入洛阳并掌控朝廷，废汉少帝立汉献帝，自任相国。
年末，全国爆发起事，大汉陷入分裂并陷入了混乱。凉州三大叛首各自成为军阀，并采取了不同的措施，以此适应新的地缘政治背景。
宋建远离中原纷争，自称“河首平汉王”，割据枹罕和河关地区自立。
另一方面，韩遂和马腾卷入整个政治中央的纷争之中，并伺机开始与董卓和解。
192年，董卓身亡，余部李傕、郭汜夺取政权。分别任韩遂、马腾为镇西将军、征西将军，官方正式承认了两位叛首的地位。
但曹操挟天子以令诸侯，认为韩队、马腾的官位不合法，于是分别改任二人为金城太守和陇西太守。