不久，东汉朝廷急于解决西羌问题。这对于董卓来说，是一个极其重要的发展契机。西羌问题一直是东汉政府最棘手的民族问题：自汉安帝永初二年(公元108年)开始，羌人就不断发动起义，涉及范围相当广泛，持续时间也很长久。汉桓帝年间，西羌问题不仅没有得到丝毫平息，反而声势更加浩大。羌人不堪忍受汉朝地方官吏对他们的残酷剥削和压迫，不断杀死汉人官吏，侵占州县。而面对羌人的反抗，积贫积弱的东汉政府根本就无能为力，只得求救于地方豪强，想借他们的力量来缓解西羌危机。当时，深知董卓底细的陇西地方官吏便极力向朝廷推荐董卓，这无疑给董卓创造了一个发展势力、满足贪欲和野心的良机。
汉桓帝永康元年(公元167年)，董卓担任羽林郎，统管元郡(汉阳、陇西、安定、北地、上郡、西河)羽林军。不久，他升为军司马，跟从中郎将张奂征讨并州反叛的羌人。征战中，董卓极力表现自己，充分发挥他勇猛强悍的优势，纵横冲杀，左右开弓，由于战绩突出，因功迁升为郎中，后来又因功升迁为广武(今山西省代县)令、郡守北部都尉(统治四川省纹川县西南大部分地区的官名)、西域戌已校尉(掌管西部各民族事务的官名)，一直征拜至并州刺史、河东刺史。至此，董卓可谓平步青云。只是任中郎将后，他在一次镇压黄巾军的战争中惨遭失败，获罪革职，又被贬回陇西。但是，在当时特殊的社会政治环境下，董卓独特的性格和狂妄的野心决定了他不会甘于失败和寂寞。
汉灵帝中平元年(公元184年)冬天，居住在西羌地区的汉人拥立羌族北宫伯玉、李文侯为将军，杀死护羌校尉冷征。后来，伯玉和李文侯又归服金城(今甘肃兰州市西北)汉人边章和韩遂。在不断的兼并战争中，边章和韩遂势力迅猛增强，不仅杀死了金城太守陈懿，而且还于中平二年以讨伐宦官为名，率领大军，“入寇三辅，侵逼园陵”。在东汉政权面临被推翻的紧急关头，汉灵帝急忙启用和征派几乎所有强将精兵抵御边章和韩遂的进攻。于是，董卓被重迁中郎将，拜破虏将军，和司空张温、执金吾袁滂、荡寇将军周慎等率领步兵、骑兵共10余万人屯兵美阳(今雍州武功县北)，护卫园陵。当时，边章、韩遂也正好进兵美阳。两军对垒，初一交锋，由于羌兵凶悍勇猛，而且士气旺盛，董卓所率政府军队便遭遇打击，情势不利。张温等人心急如焚，生怕朝廷怪罪；而董卓却神色自如，劝慰他们说：“现在我们虽然处于不利地位，但只要我们等待时机，稳定情绪，一定能击退敌人。如果连我们当统兵将领的都惊慌失措，势必会动摇军心，给敌人创造进攻我们的机会！”果然不出董卓所料，十一月中旬某天夜晚，由于交战双方一直处于相互对峙的紧张状态，除了各自负责戒备的哨兵外，所有士兵都被战争拖累得精疲力竭。
夜半时分，静悄悄的夜空突然出现一道长达十余丈的流星，半壁天空火光如柱，惊得边章、韩遂军营中的战马狂鸣不已。熟睡中的士兵惊醒后也被这一突如其来的奇怪现象吓得目瞪口呆，不知所措。他们以为这是战争吃败仗的不祥征兆，不愿再留在美阳打仗，都想归回旧地金城。顿时，整个军营一片骚乱，久久不能安静下来。第二天清晨，东汉军队的探马向董卓火速报告这一紧急军情。董卓听后，欣喜若狂，心想正好可以利用这一天赐良机突袭边章、韩遂的部队，杀他个措手不及，彻底消灭敌人。于是，董卓立即采取紧急行动，与鲍鸿等人合兵夹击。由于对方军心受到影响，组织不严，大部分士兵根本没有思想和防卫准备，顷刻之间遭受沉重创击，死伤无数。董卓大获全胜；边章、韩遂败走榆中(今甘肃省兰州市金城县中部)。董卓见机会难得，便马上与周慎等人率领大军追剿逃军。由于金城是羌人的本势，势力无所不及，到处都驻有军队，而董卓等人盲目深入西羌，又犯了“穷寇勿追”的兵家禁忌，在追赶过程中，遭到数万名羌人围击。孤军深入的东汉大军完全陷入西羌部队的分割包围之中。
由于后方援军无法及时赶到，不到数日，各军粮草殆尽，而围兵不仅没有丝毫减退，反而进攻更加猛烈，情势十分危急。当时，由周慎等人率领的军队被彻底击溃，只有董卓军队设计得脱。沉着老练的董卓在如此情况下，仍不惊慌，他命令士兵在河中筑一高堤坝，截断上游的流水。羌人对此感到莫名其妙。这时，羌骑侦察回来传出消息说，东汉军队整天在坝中捕捉鱼虾。西羌将领以为董卓军粮已尽，只得靠捕捉鱼虾充饥，于是，便放松了警惕，只围不攻，想困死董卓的军队。可是，很久都不见动静，等羌骑探明情况时，董卓军队早已消失得无影无踪，不知去向。原来，董卓筑坝的真正目的是迷惑敌人，以此作掩护，然后伺机悄悄撤退。因抗击边章、韩遂有功，表现突出，董卓不久便被封为台乡侯，食邑千户。
汉灵帝中平三年，羌胡内部发生兵变，韩遂格杀边章、北宫伯玉、李文侯，集结三人的部队共10余万人围攻陕西，太守李相如叛离朝廷，归附韩遂。不久，韩遂又联合周边的马腾、王国等人，合兵进攻三辅，声势浩大，势不可挡。中平五年，韩遂、马腾已攻到陈仓(今陕西省宝鸡市)，危及长安和洛阳。灵帝急忙拜董卓为前将军，与左将军皇甫嵩共同解陈仓之围，大败韩遂、马腾。董卓因此又得到朝廷封赏。
不断升迁的董卓势力急速膨胀。东汉朝廷为了遏制董卓权势继续滋长和蔓延，于中平六年征董卓为不掌实权的少府。董卓明白朝廷用意，便婉言拒绝，不肯就任。灵帝病重，急忙召见董卓，拜他为并州牧，所属部队隶属皇甫嵩。野心勃勃的董卓自然对朝廷如此安排和任命不满，便回奏灵帝说：“士卒大小相狎弥久，恋臣畜养之恩，为臣奋一旦之命，乞将之北州，效力边垂。”拒绝交出兵权。随即率领自己所属部队进驻河东，以观时变。
董卓自领兵征讨羌胡、镇压黄巾军以来，因战功显赫，受到朝廷多次重用，不断升迁，尤其是击败韩遂等人的进攻后，他的势力日趋壮大，形成了一支以凉州人为主体、兼杂胡人和汉人的混合军队。朝廷虽然对董卓加以抑制，但羽翼日趋丰满的董卓自恃战功与威望，越来越变得野心勃勃，目中无人。
野心膨胀，玩弄权术
屯兵河东以后，整个陇西便成了董卓的势力范围，他不仅掌握强大的武装力量，是地方军阀豪强，而且还是朝廷命官、边陲重臣。凭借强大的实力，极度膨胀的野心促使董卓开始着手设计问鼎中央政权的具体步骤。
中平六年(公元189年)四月，汉灵帝刘宏在嘉德宫驾崩。少帝刘辩继位。由于刘辩年幼不晓事，暂时由何太后临朝主政，皇权更加衰微。宦官和外戚为了取得控制皇权的特殊权力，斗争日趋激烈。双方不惜采用一切手段，相互排挤，殊死斗争。深知朝廷派系之争的董卓得知灵帝驾崩的消息后，心中窃喜，他密切注视朝廷各派动向，随时准备相应措施，见机行事。不久，在河东伺机而动的董卓便收到大将军何进的密令。何进是少帝的舅舅，代表外戚势力。灵帝死后，他与司隶校尉袁绍共同谋计诛杀张让，遭到何太后的反对。于是，何进便诱董卓以好处，以圣旨名义召他立即进京讨伐张让，并以此来威胁何太后。董卓接到圣旨后，大喜过望，立即召集人马，连日引军进京，并按何进的意思，上书少帝，要求“逐君侧之恶”，“收让军，以清奸秽”。可是，董卓却万万没有想到，在他还没来得及赶到洛阳之前，何进就在争斗中被张让等人杀死。这时，虎贲中郎将袁术(？-公元199年)也趁机领兵进入洛阳，听到何进被杀的消息后，便放火烧毁了南宫，并追杀张让等人。张让和中常侍段硅慌忙劫持少帝刘辩和陈留王刘协半夜出逃至黄河渡口小平津(今河南省巩县西南)。行进中的董卓远远望见京城一片火海，知道情况有变，打听到少帝在北芒，董卓又急忙率兵前往。少帝被蜂拥而至的大军吓得惊慌失措，泪流满面。董卓威风凛凛，大摇大摆地走上前去参见少帝，并且向他询问事变经过。少帝结结巴巴，语无伦次，倒是站立一旁的陈留王刘协主动上前向董卓讲述了整个事变的经过，叙述毫不含糊，条理清楚。当时，刘协只有9岁，比少帝还小整整5岁。董卓大为欢喜，认为刘协要比刘辩强得多，而且又因他是董太后亲自抚养的，于是，便有了罢黜刘辩、拥立刘协的最初念头。董卓把少帝奉迎至皇宫后，挟天子以令诸侯，开始干预整个东汉中央政权。
长期统兵打仗的董卓深深体会到：要想征服百官，控制朝廷，必须先得掌握强大的军事后盾。初到洛阳时，董卓部属的兵力不超过3千人，为了一开始就给洛阳造成一种强烈的军事威慑影响，他每隔四五天就命令所部晚上悄悄溜出洛阳，第二天早上，再浩浩荡荡开进洛阳，战鼓震天，旌旗招展，俨然千军万马源源不断。包括朝廷官员在内的所有洛阳人们，都被董卓如此强大的实力所吓倒，不敢有丝毫越轨行为。
虽然假象能暂时迷惑人，但终会被人识破。董卓此举当然只能是权宜之计，稍稍调整后，他便开始采取实际行动，以扩充兵力，收揽兵权。大将军何进被张让伏杀后，他的部曲将领吴匡对何进的弟弟何苗(时任车骑将军)怨恨很深，认为何苗存心不肯与何进合作，而且还怀疑他与张让勾结，共同对付何进。吴匡念何进平日对自己有恩，发誓要杀死何苗，替何进报仇。他发动手下士兵，告诉他们说：“是车骑将军何苗勾结张让杀死了大将军，我们一定要替大将军报仇！”于是，便联合董卓的弟弟董敏，共同攻杀何苗。何苗死后，董卓坐收渔翁之利，不费一兵一卒收编了何进、何苗的部队。
掌控朝政和洛阳卫戊军队的兵权极为重要，董卓便具体部署，派心腹大将吕布杀掉执金吾，接收全部京城防卫部队。从此，董卓不仅控制大量常规部队，而且还掌握着洛阳的直属部队，完全具备了左右朝政的军事基础。这为他的野心进一步膨胀增加了相当分量的筹码。当时，鲍信就对董卓军事势力的膨胀有较清醒的觉察和认识，他曾对袁绍说：“董卓拥有强兵，而且为人奸诈狡猾，野心不小，如果现在不想办法除掉他，今后必将受其牵制。如今董卓军队人员混杂，军心不稳，组织不严，正可趁早除掉。”可是袁绍因惧怕董卓，优柔寡断，未采取行动。
有了强大的军事后盾，董卓便有恃无恐，为所欲为。首先他迫使朝廷免除司空刘弘的职务，自己取而代之。接着，为了进一步独揽中央政权，董卓决定召集文武百官商议废除少帝，另立新皇帝。在一次会议上，董卓肆无忌惮地说：“少帝愚昧懦弱，不能敬奉宗庙，没有资格担任天下的君主。为了国家和汉室江山着想，我想效法伊尹放太甲，霍光废昌邑的故事，废掉少帝，改立陈留王刘协为天子！”在场官员大多慑于董卓的淫威，对他独断专行、随心所欲的行为敢怒不敢言。只有尚书卢植当面提出反对意见，认为少帝只是年纪幼小，行为品性根本就不能与太甲和昌邑王相提并论。董卓大怒，没想到卢植如此不敬，胆敢当众反对自己，便立即命令士兵将他推出斩首，幸亏侍中蔡邕极力劝阻，卢植才免于一死。之后，董卓废掉少帝，将他贬为弘农王；另立陈留王刘协，即为汉献帝。
废立皇帝之后，董卓又对何太后看不顺眼，认为她有碍自己在朝廷上下自由行动和树立威信。于是，董卓又大会群臣，向大臣们数落太后所谓的罪行，说她如何如何逼迫婆母永乐皇太后(灵帝刘宏的母亲)，以致皇太后忧虑而死。这种违背婆媳常理，不讲孝顺礼节的教法，应当受到严厉惩处。之后，董卓便责令何太后迁居永安宫，不久，董卓又借故杀死少帝刘辩，毒死何太后。通过对中央政权最高阶层人员的更换和处理，整个东汉政府几乎完全受制于董卓：皇帝的废立、朝臣的任免、重大政策的制定，都由董卓说了算。此时，野心极度膨胀的董卓，已经目空一切。
改立献帝之后，董卓将自己升迁为太尉，成为三公之一，掌管全国军事和前将军事务，后又自封郡侯，拜国相，跃居三公之首，掌宰相权。董卓虽然名为“一人之下，万人之上”的国相，但实际上却远远超越皇帝，享有“赞拜不名、入朝不趋、剑履上殿”等特权。一人得道，鸡犬升天。自己加官晋爵后，董卓还利用自己手中的特权，大肆加封董氏家族成员。他首先封自己的母亲为池阳君，越礼配备家令和家臣，地位与皇家公主相当。同时，董卓又拜弟弟董曼为左将军，封雩侯，另外还封自己年幼的孙女为谓阳君。
为了更有效地控制皇帝，董卓不顾朝臣反对，胁迫献帝将都城从洛阳西迁至长安。董卓还无视礼制和皇威，在自己的封地修筑了与长安城墙规模相当的坞堡，高厚达七丈，明目张胆地用“万岁坞”来命名，并规定，任何官员经过他的封地时，都必须下马，恭恭敬敬地对他行大礼。
