马援准备返回西州时，刘秀恋恋不舍，虽不便强留，但也特派太中大夫主持盛大的欢送仪式。回到西州后，马援将东汉的情况详细报告给隗嚣，并劝说他归附东汉，隗嚣同意了，并派其子隗恂作为人质前往洛阳，马援也带领家人一同前往。
然而，马援在洛阳等待许久，仍未见隗嚣履约。原来，隗嚣受到部下王元的煽动，意图割据陇西自立为帝。马援紧急致信劝阻隗嚣，不料隗嚣却误认为马援背叛了自己，公然与东汉对立。面对此种情况，马援无奈写下奏章呈递给光武帝，表白自己原本是遵照隗嚣的意愿投奔汉朝，对光武帝绝对忠诚，愿意倾尽全力为东汉效力。如今隗嚣受谗言迷惑，与汉朝为敌，还迁怒于己，这让马援倍感痛心。他请求光武帝接纳他留在东汉，光武帝被马援的诚挚所打动，便将其留在洛阳。此后，光武帝与隗嚣作战的过程中，马援一直出谋划策，助汉朝军队屡建战功。隗嚣在与汉军的较量中败下阵来，最后投靠蜀郡的公孙述，共同对抗汉朝。
公元32年，隗嚣发兵攻击略阳，城中守军誓死坚守。面对此景，刘秀亲自率领大军前往支援，麾下的将领们建议在远处安营扎寨以防风险。此时，马援也率部赶到，刘秀急切询问马援有何良策。马援分析局势后，果断决定在次日清晨对围攻略阳城外的隗嚣军队发起突袭，打他们一个猝不及防。不出所料，汉军猛烈的攻势下，隗嚣军队溃败四散，隗嚣趁乱逃脱包围圈。这次战役对隗嚣造成重大打击，其势力从此一蹶不振。
茂椒林，位于今日四川省阿坝州茂县的一片葱郁茂密的辣椒林，这里是古羌地，同时也是烹饪川菜不可或缺的重要调料产地。公元25年，刘秀创立东汉王朝，并逐步通过一系列征战完成了中国的统一。然而，外族侵扰边境成为了东汉朝廷面临的主要挑战，特别是陇西羌人的频繁侵犯。为此，光武帝决定派出将领平定边疆，马援勇担重任，不仅稳定了边疆，也实现了他马革裹尸的壮志豪情。
公元33年，马援被册封为太中大夫，率军成功收复凉州，因功勋卓着，被众人推举为凉州地方官。公元35年，马援担任陇西太守，同年夏天，羌族再次侵犯中原，马援率三千骑兵迎击，成功俘获八千多名敌军，并夺回被羌族掠夺的粮食和牲畜。在这场战斗中，马援虽身负重伤，但光武帝对他给予了丰厚的赏赐，并特地下诏褒奖其战绩。