《三國演義》中，馬超和關羽、張飛、趙雲、黃忠並稱為蜀漢五虎將，是當世一流的武將。其麾下的西涼鐵騎也是當世一等一的精銳，渭橋六戰殺得曹操割須棄袍，險些性命不保。後來曹操抹書間韓遂，馬、韓自相殘殺，曹操趁機出兵，馬超敗走。
馬超在潼關大敗後，又在涼州復起，殺死涼州刺史韋康，佔據涼州，自稱徵西將軍。韋康舊部楊阜、姜敘、樑寬等人起兵反叛馬超，夏侯淵也趁機出兵隴右，馬超再次敗走，妻兒都被殺死，走投無路之下投奔了漢中張魯。
《三國演義》基本上還原了這段歷史，與正史記載出入不大，唯一不同之處是對馬超起兵進行了美化。小說中的馬超是因父親馬騰被殺才起兵的，而實際上是馬超不顧親屬安危、為了一己之私造反的，起兵前曾對韓遂說：“今超棄父，以將軍為父，將軍亦當棄子，以超為子。”馬超的薄情寡義可見一斑。
不過，這不能說明馬超人品低劣，他的思維模式與成長環境有關。馬超自小生活在羌漢雜居區，長期與羌人打交道。羌人不似漢人講究道德禮儀，事事以利益為先，同族之間相互仇殺、父子兄弟相殘是再正常不過的事情。在這種環境下成長，馬超多多少少都會受到羌人的影響。世人皆知馬超反覆無常，唯獨羌人對他敬重有加，稱其為“神威天將軍”。
馬超投奔張魯後不久，曹操就對漢中發動了進攻。馬超帶兵在外，張魯本對他不信任，再有旁人讒言陷害，馬超陷入進退維谷的境地。恰逢劉備入川，派李恢結好馬超，馬超思慮再三，投奔了劉備。關羽聽說後，便寫信給諸葛亮詢問馬超武藝才幹如何，諸葛亮回信道：“孟起兼資文武，雄烈過人，一世之傑，黥、彭之徒，忠之名望，素非關、馬之倫。”諸葛亮把馬超比作黥布、彭越，基本上可以代表劉備意見，可見劉備對他並不信任。
事實也是如此，劉備常常用其名而不用其人，授予高官厚祿而不予軍權。劉備圍攻成都，令馬超屯兵城北。成都軍民攝於馬超威名，不到十天便獻城投降。漢中之戰時，馬超與張飛屯兵下辯，佯攻武都、陰平，策動氐族響應劉備，牽制曹軍主力。這是馬超投奔劉備後參加的最後一次戰鬥，還打了敗仗，被曹洪擊敗，部將吳蘭、雷銅、任夔被殺。
漢中之戰後，群臣上表勸劉備進位漢中王，文以許靖為首，武以馬超為首，典型的虛權實位。劉備稱王后，封馬超為左將軍，假節。當時關羽鎮守荊州，張飛鎮守閬中，魏延擔任漢中太守，趙雲為詡軍將軍，統領羽林衛，唯獨棄馬超不用。劉備稱帝后加封其為驃騎將軍、領涼州牧、進封斄鄉侯，全是虛銜，沒有實職。
馬超自知不受信重，常懷憂懼之感，生怕不小心惹禍上身，不復當年英雄氣概，為求自保，甚至不惜打小報告出賣好朋友彭漾。此後，馬超在蜀漢內部更為孤立，在劉備稱帝后的第二年病逝，年僅47歲。死因可能是因“常懷憂懼”飲酒過量而死。死前曾上表劉備，請求善待從弟馬岱，爵位由兒子馬承繼承。公元235年，馬岱北伐時被魏將牛金擊敗，從此下落不明。馬超後人也消失在茫茫歷史中。