Trận Đồng Quan tuy không phải là một trận chiến có quy mô quá lớn hay tính chất quan trọng, nhưng xét trong tiến trình lịch sử của thời đại Tam Quốc thì trận đánh này cũng có những dấu ấn lịch sử nhất định. Đây là một trận chiến ác liệt giữa quân đội triều đình nhà Hán do Tào Tháo chỉ huy trấn áp các lực lượng cát cứ ở Tây Lương. Kết quả là chiến thắng quyết định của Tào Tháo, qua trận chiến này các lực lượng cát cứ ở Lương Châu cơ bản bị xóa bỏ, Tào Tháo đã củng cố được hậu phương phía Bắc. Đây là tiền đề cho sự nghiệp của gia tộc họ Tào và nhà Ngụy sau này, đồng thời cũng góp phần đẩy nhanh sự hình thành cục diện Tam Quốc. Chính vì vậy mà trận chiến này đã được sử sách ghi chép lại.[63]

Trong trận Đồng Quan, các tướng lĩnh tham chiến đã thể hiện được vai trò của mình. Sử sách cũng đã ghi lại sự cơ trí của Tào Tháo, sức mạnh của Hứa Chử và sự uy phong của Mã Siêu. Đối với Mã Siêu, dù thất bại nặng nề nhưng qua trận chiến này, tên tuổi của ông cũng đã lưu danh sử sách. Mặt khác tính chất khốc liệt của trận chiến này đã khiến cả hai bên phải chịu nhiều tổn thất nặng nề, Tào Tháo không còn lực lượng để tiến hành một cuộc Nam chinh nữa.[64] Đây là trận chiến quy mô và danh tiếng nhất trong cuộc đời của Mã Siêu, sự dũng mãnh, thiện chiến của ông được đối thủ của ông ghi nhận. Chính vì vậy sau này khi Mã Siêu về đầu quân cho Nhà Thục mặc dù không lập được một chiến tích đáng kể nào nhưng Mã Siêu vẫn được xếp vào hàng Ngũ hổ tướng (Tả tướng quân), được phong làm Bình Tây tướng quân, Phiêu kỵ đại tướng quân, tước Đô Đình hầu và sau này là Uy hầu, được các dân tộc thiểu số ở vùng Lũng Tây như người Khương, người Hồ, người Nhung, người Đê... nể phục ngoài việc là "dòng dõi thế gia" cũng chính là nhờ uy danh từ trận chiến này để lại.

Trong Tam Quốc Diễn Nghĩa, nhà văn La Quán Trung đã dành hai trên tổng số 120 hồi để đặc tả về trận chiến này. Hai hồi đó là Hồi thứ 58: Mã Mạnh Khởi cất quân báo thù; Tào A Man cắt râu, vứt áo và Hồi thứ 59: Hứa Chử cởi trần đánh Mã Siêu; Tào Tháo xóa thư lừa Hàn Toại. Chưa kể đến là sự kiện Tào Tháo hại Mã Đằng tại Hồi thứ 57. Ngoài ra, trong tác phẩm này tác giả cũng đã cho nhiều nhân vật khác nhau nhận xét về trận chiến này trong các hồi sau đó. Trong hai hồi này, một trận chiến khốc liệt, kịch tính, sinh động, hấp dẫn đã được chuyển đến người đọc. Qua cuộc chiến, tích cách, sở trường, tài năng mưu trí của các nhân vật đã được bộc lộ rất rõ nét, điển hình là Tào Tháo, Mã Siêu. Cũng qua cuộc chiến, các yếu tố của binh pháp được lồng vào làm trận chiến này có giá trị tham khảo về mặt nghệ thuật quân sự.

Trong trận chiến Đồng Quan, Tào Tháo những phẩm chất chính trị, quân sự của Tào Tháo đã được thể hiện rõ nét. Sự tỉnh táo, cơ mưu của ông làm chúng ta phải khâm phục. Đối với ông đây là một trận chiến quan trọng, then chốt, góp phần cũng nâng cao uy danh và cũng cố địa vị chính trị của Tào Tháo chính vì vậy mà Tam Quốc Diễn Nghĩa đã cho biết: "Tào Tháo từ khi đánh được Mã Siêu sinh ra kiêu ngạo, tự đắc, ngày đêm yến tiệc, ít ra đến ngoài. Chính sự triều đình đều do tướng phủ quyết định cả".[65]

Dù đây là một thắng lợi mang tính quyết định của Tào Tháo nhưng uy dũng, thiện chiến của Mã Siêu đã làm cho Tào Tháo suýt phải mất mạng, không ít lần ông phải tháo chạy vội vã khi giáp mặt mới Tây Lương. Không ít lần ông ta phải bức xúc thốt lên: "Suýt nữa ta chết về tay thằng giặc ranh con!" hay "Thằng ranh này còn sống thì ta chưa biết chết chôn vào đâu đây!" hay "Nếu ta giết mất Tào Hồng thì hôm nay tất chết về tay Mã Siêu rồi!". Đặc biệt là tại trận chiến ở ngoài ải Đồng Quan ông đã phải "cắt râu, vứt áo" hy sinh đi bộ râu đầy kiêu hãnh của ông, đây có thể xem là một sự hổ thẹn trong cuộc đời cầm quân của ông ta

Trương Tùng sau này khi mỉa mai Tào Tháo cũng nhắc đến sự kiện cắt râu vất áo của Tào Tháo trong chiến tích "đánh đâu được đấy" của Tào Tháo khiến ông ta mất mặt, nên nổi giận và đòi chém:

"Thừa tướng đưa quân đến đâu, đánh là thắng, lấy là được. Tùng này đều đã biết. Xưa dẹp Lã Bố ở Bộc Dương, đánh Trương Tú ở Uyển Thành, trận Xích Bích gặp Chu Du, đường Hoa Dung gặp Quan Vũ, cắt râu quẳng áo ở Đồng Quan, cướp thuyền tránh tên ở Vị Thuỷ. Đó đều là thiên hạ vô địch cả!".[65]

Khổng Minh sau này cũng nhắc lại: "Sáu trận đánh ở Vị Kiều, làm cho Tào Tháo phải cắt râu, quẳng áo, suýt nữa mất mạng, sức lực ấy không phải tầm thường".[66]

La Quán Trung đã ca ngợi trận này bằng câu thơ:

Chính vì vậy, trong đời cầm quân của Tào Tháo, chiến dịch Đồng Quan được xem là một trong ba chiến dịch quân sự gian khổ nhất của ông cùng với trận Xích Bích và chiến dịch Hán Trung:

Qua trận Đồng Quan, mặc dù thất bại nhưng hình ảnh uy dũng của Mã Siêu vẫn được hiện lên rõ nét. Sự uy dũng, thiện chiến của ông là điều kiến chúng ta khâm phục, ông có một lối chiến đấu mạnh mẽ, thần tốc, quyết liệt của một võ tướng hạng nhất. Những lần truy kích Tào Tháo ở Đồng Quan, tập kích ở Vị Khẩu, quấy nhiễu doanh trại, giao tranh với Hứa Chử, chiến đấu ngoan cường trong trận tấn công của Tào Tháo. Ông đều một mình một ngựa xung phong chém giết các danh tướng của Tào Tháo, khiến Tháo phải hoảng sợ và bỏ chạy. Đặc biệt là ông đã nhiều phen suýt bắt được Tào Tháo khiến ông ta phải "rụng rời hồn vía", "tuột cả roi ngựa xuống đất", hay mỗi lần đối mặt với Mã Siêu ông ta đều "Thất kinh" và quay đầu chạy. Và những đối sách của ông chứng tỏ Mã Siêu cũng là một thống lĩnh tài trí chứ không đơn thuần là một vị tướng võ biền, "hữu dũng vô mưu" như nhiều người đã nhận xét về ông. Tuy vậy ông cũng được miêu tả là người hấp tấp, nóng này, đa nghi chính vì vậy mà trận chiến này thất bại nguyên nhân chủ yếu bắt nguồn từ chính ông ta.

Trận chiến này cũng là trận đánh mà Hứa Chử đã tỏ rõ oai lực của mình. Ông đã có một phen kịch chiến với Mã Siêu. Trong cuộc giao phong này, hai bên đã đấu một trận lên đến hơn hai trăm ba mươi hiệp[69]. Trận thư hùng tay đôi giữa Mã Siêu và Hứa Chử là một trong những trận giao phong kịch tính và hấp dẫn nhất trong Tam Quốc Diễn Nghĩa.