八月，朝廷拜司空張溫為車騎將軍，接管三輔軍區事務，執金吾袁滂為副。
董卓為破虜將軍、周慎為蕩寇將軍。
政府軍與叛軍在美陽縣對峙，張溫、董卓初戰不利。
張溫召見董卓，董卓姍姍來遲，張溫怪罪董卓，董卓還言語冒犯。
張溫參軍孫堅見狀，勸張溫趁機殺掉董卓，以此立威，張溫不許。
十一月某夜，有流星劃過天空，光芒照進叛軍軍營中，驢馬都嘶鳴起來，叛軍認為這是不祥的征兆，準備退兵。
董卓得知情況後大喜，次日，董卓與右扶風鮑鴻一同出擊，大破叛軍，斬首數千級。
叛軍敗回涼州金城郡榆中縣。
張溫派遣周慎率三萬人追擊，董卓向張溫提出領兵接應周慎，張溫不許，讓董卓率三萬人討伐先零羌。
董卓派遣彆部司馬劉靖率四千人屯兵於安定郡，然後進軍，董卓軍在望垣縣北被羌人、匈奴人包圍，軍糧不足，形勢危急。
董卓讓士兵在渭水中假裝攔水修堤，對外宣稱是捕魚，實際上讓軍隊快速從堤下通過。
等叛軍發現後，已經追之不及。
當初張溫派出有六路人馬，其中五路人馬，包括周慎都以失敗告終，唯獨董卓的軍隊全員班師，屯兵於右扶風。
朝廷因功封董卓為斄鄉侯，封邑一千戶。
中平五年（188年），涼州叛軍重新攻入右扶風，圍攻陳倉縣城。
十一月，朝廷拜皇甫嵩為左將軍，督前將軍董卓，各率兩萬人救援陳倉。
中平六年（189年）春二月，涼州叛軍圍攻陳倉縣城達八十餘日不克，疲憊而退。
皇甫嵩下令追擊，董卓勸阻，認為“窮寇勿追，歸眾勿迫”，皇甫嵩則認為：“叛軍是喪失鬥誌的疲師，而不是歸眾、窮寇”。
隨後，皇甫嵩讓董卓負責殿後，自己率軍追擊，連戰連勝，斬首萬餘級，叛軍首領王國逃走後不久病死，董卓因此非常忌恨皇甫嵩。
靈帝得了重病，下詔拜董卓為並州牧，其下屬軍隊轉交給皇甫嵩。
董卓接受任命，但是不肯交出軍隊，上書辯解道：“我掌兵十年，士兵上下和我關係太好了，都要為我賣命，我乞求帶這幫士兵去並州，效力邊垂”。
皇甫酈勸說從父皇甫嵩趁機除掉董卓，皇甫嵩不從，隻是將董卓不肯交出兵權的事上奏朝廷。
於是，靈帝下詔責備董卓，董卓對皇甫嵩又更加怨恨。
最終，董卓帶了五千人向並州出發，但是停留在河東郡就不走了，董卓是想觀察雒陽局勢。
四月，靈帝駕崩。大將軍何進掌權，與司隸校尉袁紹合謀誅殺宦官。
而何太後不肯下詔，於是何進、袁紹私招董卓領兵進京，以此逼迫何太後。
董卓得知，立即動身，同時，董卓上書彈劾中常侍張讓等人。
但是不久後何進又反悔，派諫議大夫種劭勸阻董卓進京。
種劭在黽池見到董卓，要求董卓返回河東郡去討伐流亡匈奴單於於夫羅，董卓不從，繼續上書辯解，並進入河南尹。
迫於董卓進軍的壓力，何太後終於同意下詔罷免宦官。
董卓率軍抵達雒陽城外時，種劭出城勞軍時再次要求董卓撤軍，董卓指使士兵上前威脅種劭，種劭大怒，斥責董卓，董卓自知理虧，便率軍西撤至洛陽城二十裡外的夕陽亭。
中平六年（189年）八月二十五日，大將軍何進與司隸校尉袁紹謀誅諸閹官，太後不從。
於是，朝廷征召董卓使將兵到京師，並密令董卓上書曰："中常侍張讓等竊幸乘寵，濁亂海內。昔趙鞅興晉陽之甲，以逐君側之惡。臣輒鳴鐘鼓如洛陽，即討讓等。"
董卓未至，何進已經被宦官謀殺。
憤怒的將士們攻殺宦官，何進部將吳匡等人聯合了董旻（董卓之弟，時任奉車都尉）攻殺了車騎將軍何苗，中常侍段珪等劫持皇帝逃走。
董卓望見雒陽上空濃煙滾滾，才得知朝廷發生重大變故，於是急忙下令進軍，二十八日天未亮，董卓才抵達顯陽苑，打聽到中常侍張讓等人劫持皇帝劉辯上了北邙山，於是又向北邙山趕去。
在北邙山下，驚魂未定的劉辯見到飛馳而來的董卓軍，嚇得大哭。
董卓終於在北邙山迎救了皇帝，然後還宮。
董卓見到了公卿百官的迎駕隊伍，太尉崔烈在前引導，嗬斥董卓回避，董卓指著崔烈罵道：“我日夜兼程跑了三百裡路，你現在說什麼回避？信不信我砍下你的腦袋！”
隨後，董卓進入迎駕隊伍，先拜見劉辯，又伸手去從閔貢懷中抱陳留王劉協，一說劉協不肯，董卓隻得與閔貢並馬而行，一同入城。
少帝劉辯害怕董卓的兵，見了就哭，群臣勸董卓退兵，董卓反問道：“諸位公卿身為國家大臣，不能匡正王室，致使國家動蕩，天子流落在外，你們哪有讓我退兵的理由！”最終一起入城。
當時，大將軍何進的部下（例如張遼）、車騎將軍何苗的部曲都無所歸屬，隻能聽命於董卓。
董卓又引誘呂布殺害執金吾丁原，吞並了呂布等並州人的軍隊，如此董卓掌握了雒陽的所有軍權。
原大將軍府幕僚鮑信不肯歸附董卓，向袁紹提出誘殺董卓的計劃，袁紹不敢，鮑信則棄官逃亡。
朝廷罷免司空劉弘，派使者到顯陽苑拜董卓為司空。
董卓邀請袁紹到顯陽苑商議廢立，袁紹不同意，提出要去請示自己的叔父太傅袁隗。
袁紹說：“恐怕大多數人都不會同意你的意見！”
董卓聞言大怒：“豎子！天下事豈不決我？我今為之，誰敢不從？爾謂董卓刀為不利乎！”
袁紹反譏：“天下健者，豈唯董公？”然後拿著佩刀作揖而去。
董卓知道袁紹的聲望地位，也拿他沒辦法。
董卓將廢立之事彙報給太傅袁隗，袁隗同意，袁紹因而棄官逃亡至冀州勃海郡。
八月三十日，董卓在朝會上提出廢立之事，並以霍光事為例，自比田延年（誰反對就立刻處死），滿朝文武隻有尚書盧植站出來抗辯，董卓被頂撞得無言以對，氣得罷會。
後來董卓還想尋找機會殺害盧植，但被蔡邕、彭伯勸阻，盧植則棄官逃亡。
九月一日，尚書丁宮在崇德前殿主持廢立儀式，太傅袁隗將劉辯扶下禦座，解除玉璽印綬並轉交給劉協，然後扶劉協正式登基，是為獻帝。
緊接著，董卓讓尚書宣讀策文，並彈劾何太後害死董太後的罪責，將其遷入永安宮。
九月三日，何太後被毒殺身亡。
董卓不允許朝廷為何太後舉辦喪禮，而是讓劉協到雒陽城內奉常亭表示哀悼，公卿大臣們穿白衣上朝三天。
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