劉範也不得不退出三十六營寨。見盟軍已趁著大火逃跑，西涼軍又不能衝破大火去追擊盟軍，於是就鳴金收兵，命令西涼軍押解降兵返回街亭城。皇甫嵩等人在敗退途中，聽聞西涼軍中響起鳴金聲，這才松了一口氣，然後繼續扶老攜幼地退回陳倉城。等劉範返回街亭城後，再次清點西涼軍，得知此戰西涼軍又陣亡了六千多人，輕重傷者又是數萬。但此戰，西涼軍在三十六營寨中又收降了將近一萬兩千餘人。加上前三戰的俘虜，西涼軍受降了一萬五千多人。劉範命人從中甄別出官軍和幷州軍，以及鮮卑軍和烏丸軍，傳令對待官軍和幷州軍的俘虜一律從寬，待遇較好；而鮮卑軍和烏丸軍的俘虜，則是每日只發放很少的口糧，維持之不死而已。
之後，劉範又封賞了斬殺步度根的張遼。取得又一次大勝，劉範反而還有興高采烈，而是憂慮不已。張遼說道：“大王已經接連四次大敗了盟軍，殺得盟軍狼奔豕突，丟盔棄甲，次次損失慘重。而我西涼子弟損失極少，又何故憂慮？”
劉範說道：“儘管我們四次大敗盟軍，但這四次勝利，不過只是小勝罷了，並未因戰勝敵軍而達到最終目的。我們的最終目的是什麼？是要完全消滅盟軍，而盟軍人多勢眾，四次戰敗後仍有一定的實力，距離完全消滅之，還有很長的路要走；我們的最終目的是將盟軍對涼州的威脅完全消除，但現在盟軍仍然盤踞在陳倉城內。陳倉城乃天下有名的堅城，我軍又不善攻堅。盟軍一日據守陳倉，涼州仍處在危急存亡之秋。如此，雖幾番大勝，本王又何能不愁？”
諸將皆道：“大王深謀遠慮，明見萬里，末將等皆遠不及。”
郭嘉說道：“陳倉城高三丈，厚三丈。若盟軍採取堅守不出的策略，對我軍不再打正面戰，而是打消耗戰，則我軍必敗。西州物產，除開供養西域二州，其餘者已經被消耗殆盡。我軍囤積的糧食、輜重等物資，只能維持一個月之久。若是不能再兩個月內徹底擊敗盟軍的話，我軍糧草斷絕，定會不戰而敗。而盟軍物資充裕，人多勢眾，可以在陳倉城中堅守超過兩個月的時間。我軍不善攻城，攻擊陳倉城這樣的堅城，更會造成我軍死傷慘重。眼下的形勢十分不利。”
賈詡說道：“除此之外，大王之圍魏救趙之計也沒能成功。盟軍雖又一次大敗，但仍然實力雄厚。只要堅守不出，我軍奈何不得。且我軍被盟軍拖在陳倉城下，袁紹就仍能肆無忌憚地猛攻大散關。盟軍若坐等大散關被袁紹攻下，絕不會出城野戰。袁紹二十倍於文聘，恐大散關危急矣。且大王不能速勝盟軍，則不能應對大月氏。若大月氏與田豐、趙雲等相持不下，形勢又危急一分。以此觀之，大王實為危急。”
張遼說道：“若不是孫堅以大火焚燬連營，以大火遲滯阻擋我軍，末將早已在盟軍逃入陳倉城之前追上其軍，在陳倉城下就為大王除掉盟軍。誰知孫堅如此奸詐，竟防火焚營！”
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劉範說道：“孫堅此人，若是不死，日後必成本王之大敵。”
聽得二謀士都如此分析，眾人都不僅氣餒。不僅是劉範和他的謀士想到了這幾點，撤回陳倉城的盟軍中也有人和西涼軍想到了一塊。回到陳倉城後，皇甫嵩命人清點盟軍，盟軍又戰死了四萬人，投降了一萬人，輕重傷兵不計其數，輜重也在大火之中損失殆盡。所幸陳倉城裡囤積著大量的糧草和輜重，足以重新裝備盟軍。看到盟軍都是盔甲不全、身上帶傷，步兵相互扶持著，騎兵則是伏在馬背上，疲憊得不能動彈，他們的戰馬也是身上大多插著羽箭，皇甫嵩悲哀不已。但皇甫嵩很納悶，為何劉範能在他佈陣不久，就迅速找到他的位置，然後猛攻，致使盟軍陷入一片混亂之中，從而大敗。皇甫嵩思來想去，這才意識到是他的驢壞了大事。正是高亢入雲的驢叫聲，引來了西涼軍的攻殺。而此時，盟軍也大概知道了他們的戰敗的原因，尤其是以曹操為首的諸將。都是因為皇甫嵩的這頭驢。盟軍士卒對皇甫嵩十分不滿，都認為皇甫嵩給西涼軍露出了破綻，指揮失當，應該對此次戰敗負主要責任。盟軍內部議論紛紛，死傷慘重的士卒們都開始抱怨皇甫嵩，皇甫嵩的威信一下就陡然而降。
皇甫嵩何等聰明，很快就察覺到了諸將以及士卒們對他的怨恨。失去了威信，皇甫嵩就無法統御盟軍，無法取勝西涼軍。皇甫嵩知道，他必須做點什麼，挽回自己的威信。皇甫嵩急中生智，想到了一個辦法。於是，皇甫嵩佯裝一副氣急敗壞的模樣，抽出寶刀，高高揚起，就奔向他的驢，悲憤地說道：“皆是因為你這孽畜，才引來賊軍攻擊！你這孽畜不死，何以對得起滿營士卒戰死沙場？老夫今日非殺你不可！”說著，皇甫嵩怒吼一聲，手起刀落，一刀就將他那驢砍成兩半，鮮血飛濺。如此一來，皇甫嵩就巧妙地把戰敗的責任推到了一頭驢的身上，盟軍諸將皆以為是驢的過錯。見皇甫嵩憤然砍殺他的驢，這才沒有過多地抱怨皇甫嵩。但諸將卻忽略了一個問題，驢是皇甫嵩的，而且盟軍的戰敗，必然是主帥的過錯，和一頭驢又有多少關係？但皇甫嵩此舉之後，諸將又重新對皇甫嵩敬重起來。然後，皇甫嵩又採取了很多措施，這才挽回了他搖搖欲墜的威信：聽說步度根被西涼驍將張遼斬殺，皇甫嵩立即趕到步度根餘部的營中慰問，撫慰其手下逃跑回來而沒有投降張遼的鮮卑兵。知道大人步度根是鮮卑另一位大人蒲頭的弟弟，皇甫嵩又召集蒲頭，對蒲頭賞賜了一些金銀，以加撫慰。蒲頭泣拜。又聽聞是孫堅燒燬了連營，為盟軍撤退創造了機會，皇甫嵩又對孫堅大加賞賜，將更多的部曲調給孫堅指揮。經過這一系列的拉攏人心，皇甫嵩又重新贏回了威信。皇甫嵩松了口氣，感嘆這三軍統帥可真是不好當。