劉備稱帝，建立蜀漢，封馬超爲驃騎將軍，領涼州牧，進封斄（tái）鄉侯。
蜀漢章武二年(222年)，馬超患了重病，上疏給劉備，“臣宗族門下二百口人，被曹操誅殺殆盡，只剩下從弟馬岱，當以我卑微的宗族讓他繼承，深深地託付給陛下您，其他的也沒什麼話了。”
同年十二月馬超病逝，年僅47歲。
景耀三年(260年)，九月，馬超與關羽、張飛、龐統、黃忠被追封諡號，馬超諡號爲“威侯”。
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劉備與劉璋經過三年的鬥爭，收降西川不少將領，佔領西川不少領土，與張飛、諸葛亮、趙雲等逐步完成對成都的包圍。
馬超的加入，不僅使得劉備軍事力量得到進一步壯大，更對當時的劉璋造成了不小的恐慌，從而加速了劉璋軍的投降。
而後劉備與夏侯淵爭奪漢中，雖然劉備佔據西川后實力大增，但在攻打漢中的時候仍然出現了兵力不足的情況，甚至已經到了男子戰女子運輸的地步。
馬超與張飛屯兵下辯，而馬超在西涼一帶素有威望，策動氐族雷定七部萬餘人響應劉備， 爲爭取漢中的劉備軍貢獻了不小的軍事力量。
劉備攻下漢中以後，羣臣一百二十餘人聯名上書漢獻帝表劉備進位爲漢中王，聯名書是以馬超爲首。
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起初，關羽聽說馬超投降劉備，因爲馬超不是故人，寫信問諸葛亮，馬超人才誰可以和他比。
諸葛亮知道關羽護前，回信給關羽說，“馬超文韜武略，勇武剛烈超過常人，是這個世間上難得的傑出人才，是彭越、黥布那樣的人，可以和張飛並駕齊驅爭前後，還達不到你那絕無僅有的超羣能力。”
關羽看到信後非常開心，把書信給所有賓客看。
劉備進位漢中王時候，封黃忠爲後將軍，諸葛亮認爲黃忠的名望比不上關羽、馬超，恐怕關羽會不喜。但劉備用費詩巧妙的化解了關羽的不滿。
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馬超至少有兩任妻子下場都很悲慘，先看早年的一任妻子。
馬超的這個妻子姓楊，生卒年不祥，涼州人。早年嫁於馬超，追隨馬超轉戰幷州、雍州、涼州，爲馬超生下子嗣。馬超聯軍在渭南戰敗後，楊氏隨馬超逃亡涼州，很快馬超反攻吞併隴上諸郡縣。
馬超佔領冀城，殺害了涼州刺史韋康，並強徵韋康舊部趙昂。
楊氏聽說趙昂的妻子王異節行俱佳，便設宴款待王異，
王異爲了讓趙昂得到馬超的信任，好爲日後報仇製造機會，在宴會上，假意對楊氏說，“過去管仲入齊國，爲秦國立下大功，秦穆公才成就霸業。如今，社稷剛剛安定，要治理隴西之亂，必須用人得當，涼州的士馬才能和中原爭鋒，不可以疏忽。”
楊氏把王異的這番話當馬超學了，馬超認爲王異說的很有見地，而且，這大多是出自趙昂之口，因此，馬超把趙昂提拔到一個很重要的地位。楊氏以爲王異忠於馬超，與王異姐妹相稱，兩人甜哥們兒蜜姐們兒的，達到不分彼此的程度，使馬超對趙昂更加信任，於是釀成了兵敗冀州慘禍。楊氏和她孩子也被趙昂所害。《三國志 武帝紀》記載：十九年春正月，……梟（梟，即“梟首”的意思，梟首，即把人頭砍下掛在城門, 繁華街市上示衆）其妻子，超奔漢中。
這一次，馬超逃走了，可惜的是，他的妻子和孩子都被殺死，下場非常悲慘，令人悲傷。
不是說女人不行，女人的判斷大部分太感性。在那樣羣雄並起，忠奸難辨，良莠不分的歲月，女人在家裡，還感情用事，怎麼可能得出正確的結論呢？給做大事的丈夫出主意，大多是餿主意。
楊氏惹來殺身之禍。
走到城門，王異看到掛在城門楊氏的頭顱，狠狠地唾了一口吐沫。
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這個王異，在前邊寫過，不再重複。
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馬超的另一任妻子，姓董，董氏。
馬超投奔張魯，因爲張魯不是做大事的人，又對馬超懷有疑心和歹意，馬超實在不能留在漢中了，於是，投奔了劉備。
《三國志•馬超傳》記載：魯不足與計事，內懷於邑，聞先主圍劉璋於成都，密書請降。
馬超逃走了之後，他的妻子和兒子留在張魯那裡。後來，曹操收降了張魯，把馬超的妻子送給了閻圃，把馬超的兒子送給了張魯，張魯親手殺了馬超的兒子。
閻圃是誰呢？他本來是張魯手下的一個謀士，閻圃怎麼對待董氏，無記載。
馬超這時是享譽華夏的武將，長得又非常帥氣，他找的老婆長得什麼樣子，可想而知。
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馬超還有獨門武學流傳於世：
“出手法”。馬超有一套名爲“出手法”的軍陣劍術流傳於世，《籌海圖編》、《江南經略》、《陣紀》等書都有記載。
“西涼掌”，又稱曦陽掌或西陽掌，相傳馬超，根據高人指點陰陽掌，自創西涼掌。《武術大辭典》有記載。
“飛撾”，嘉慶時期清涼道人，記載馬超絕技飛撾，是馬家祖傳絕技，馬援所創，元雜劇《壽亭侯怒斬關平》、《慶冬至共享太平宴》都提到馬超使用祖傳飛撾縱橫天下，無人能敵。越劇《對金撾》裡也提到。
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據《魏略》記載，馬超聯合關中諸將反抗曹操，挾持了賈洪，命令賈洪作征討曹操的露布，從那以後，露布專用於軍旅文書。
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當時的曹軍感嘆：關西軍精銳，習用長矛，沒有精選的前鋒，是擋不住關西兵的。所以馬超等關西軍隊應該是慣於使用長矛的精銳軍隊，而並非小說、評書裡的西涼鐵騎與作家薩蘇的杜撰羅馬軍團。
馬超有一支族人可能播遷至亞美尼亞。
亞美尼亞古代著名歷史學家莫夫謝斯•霍列納齊著的《亞美尼亞史》記載，亞美尼亞的馬米科尼揚家族的始祖名爲馬抗(也譯馬姆貢)，公元三世紀由中國遷徙而來。中國現代歷史學家蘇仲翔認爲馬抗爲馬超後代的可能性非常大。
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馬超的後代有：
長子，姓名不祥，楊氏之子，死於冀城。
庶子，馬秋，董氏之子，被張魯所殺。
三子，馬承，襲爵斄（tái）鄉侯。
女兒，馬氏，嫁給劉備之子安平王劉理。