器后，果然终日饮酒作乐，不再关心部落事务。由余返回西戎后，多次劝谏戎王，却遭到戎王的拒绝。由余见戎王昏庸无道，又感念秦穆公的知遇之恩，最终决定离开西戎，投奔秦国。秦穆公得到由余后，如获至宝，立即任命他为上卿，让他负责制定征服西戎的策略。由余熟悉西戎各部落的地形、兵力与习俗，为秦穆公提供了大量宝贵的情报，成为秦国征服西戎的“指路明灯”。
秦穆公三十六年（前624年），经过两年的准备，秦穆公认为时机已成熟，决定发动“王官之战”，向晋国复仇，同时向诸侯展示秦国的实力。他亲自率领秦军，渡过黄河后，下令焚毁船只，以示“破釜沉舟”的决心。秦军将士在秦穆公的激励下，士气高昂，奋勇杀敌，一举攻克了晋国的王官城（今山西闻喜西）。晋襄公见秦军来势汹汹，深知此时的秦军已非昔日可比，于是下令晋军坚守不出，避免与秦军正面交锋。秦穆公见晋国不敢出战，知道复仇的目的已经达到，便率领秦军前往崤山，为当年在崤之战中阵亡的秦军将士举行了隆重的祭奠仪式，随后撤军回国。王官之战的胜利，不仅洗刷了秦国此前的耻辱，更让秦国重新树立了信心，为征服西戎奠定了军事基础。
次年，秦穆公在由余的辅佐下，正式发动了征服西戎的战争。由余根据西戎各部落互不统属、各自为战的特点，制定了“先弱后强、各个击破”的策略。秦军首先对实力较弱的绵诸戎发起进攻，在由余的引导下，秦军迅速突破绵诸戎的防线，俘虏了绵诸戎王。随后，秦军乘胜追击，先后征服了义渠、大荔、乌氏等十二个西戎部落，将秦国的疆域向西拓展了千里，控制了从甘肃到陕西的大片土地，史称“秦穆公霸西戎”。
秦穆公三十九年（前621年），这位为秦国崛起奋斗一生的君主，在完成“西霸戎狄”的伟业后，走完了他波澜壮阔的一生。他去世后，被安葬于雍城（今陕西凤翔南），后人根据他的功绩，赐予他“穆公”（一作“缪公”）的谥号——“穆”字在古代谥号中，有“布德执义、中情见貌”之意，正是对他一生功绩的最佳概括。
纵观秦穆公的一生，他无疑是一位极具远见与智慧的君主。在内政上，他打破“任人唯亲”的传统，广纳天下贤才，无论是百里奚这样的亡国之臣，还是由余这样的异族谋士，他都能不拘一格地重用，让秦国的政治、经济、军