八年(32)，帝亲自西征隗嚣，到达漆县，各将领都认为王师重要，不宜深入险阻，计划犹豫不决。召马援，马援夜至，帝大喜，引入，就告以大家议论的意见征求他的决策。马援因此说隗嚣将帅有土崩瓦解之势，进兵就有必破之状。并在帝面前聚米以为山谷模型，指画形势，指出众军应从哪条山道进去又从哪条山道出来，分析曲折，明明白白。帝说“：敌虏已在我眼中了。”第二天早晨，就进军到第一，隗嚣众大溃。

九年(33)，拜马援为太中大夫，助来歙监诸将平定凉州。自王莽末年，西羌侵犯边境，就移居塞内，金城属县多被羌人占有。来歙奏言陇西被侵残地，非马援不能定。十一年夏，玺书拜马援为陇西太守。马援就发步兵骑兵三千人，击破先零羌于临洮，斩首数百级，获马牛羊万余头。守塞羌八千多人向马援投降。有各族数万人，屯聚攻击掠夺，拒守浩..隘。马援与扬武将军马成发起攻击。羌于是将其妻子辎重移阻于允吾谷，马援偷偷走小路，突然袭击其营。羌人大惊，再远迁到唐翼谷中，马援再追击。羌引精兵屯北山上，马援陈军向上，而分遣数百骑绕到羌兵背后，乘夜放火，击鼓呼叫，羌兵大溃，共斩首千余级。马援以兵少，不得穷追，收其粮谷畜产而回。马援被羌人射穿小腿，帝以玺书慰劳，赐牛羊数千头，马援尽分发给各宾客。