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建安二十二年（217）刘备认为汉中与西蜀唇齿相依，若不控制汉中，则无蜀矣。刘备谋士法正在外掌握着益州首府蜀郡的行政大权（蜀郡下辖成都县），在内仍然经常为刘备出谋划策，是刘备的主要谋士。法正性格恩怨分明、睚眦必报，掌握大权后，曾经对他有过小恩惠的人都受到他的照顾，他有过小矛盾的人都加以报复，擅杀毁伤己者数人。有人向诸葛亮告发，希望他能够禀报刘备，不要让法正作威作福。而诸葛亮深知法正是深得宠信的肱股之臣，劳苦功高，因此不加过问。法正向刘备献计，认为曹操一举降伏张鲁，却未继续进攻益州，而留下夏侯渊、张郃驻守汉中，一定是内部动乱，而夏侯渊、张郃的才能不足以守住汉中，应该立即发兵夺取汉中。且告诉刘备夺取汉中的意义：上，可以讨伐国贼，尊崇汉室；中，可以蚕食雍、凉二州，开拓国境；下，可以固守要害，是持久的战略。刘备表示同意，便带黄忠、张飞、赵云、雷铜、吴兰等将进军阳平关。这一年二月，建安七子有五人因瘟疫而死，有陈琳、王粲、刘桢、徐干、应玚，七子中阮瑀早于公元212年去世，孔融也被曹操所杀。建安七子就这样结束了各自的人生，曹操和曹丕不得不派人解决这场瘟疫。曹丕刚成为太子时候，刘备进攻汉中的消息传来，让曹操很头疼，立即让新晋将领王异和曹洪带兵支援汉中的夏侯渊、张郃、郭淮。大将张飞、吴兰、雷铜等攻入武都郡（今甘肃成县西），曹洪奉命抵抗。曹操得知驻守荆州的关羽也正在蠢蠢欲动，等待曹操露出破绽，形势危急。魏蜀双方交兵，曹洪在下辩击败吴兰斩部将任夔等，曹操决定继续派遣援军，曹真被拜为中坚将军，曹休被任命为骑都尉，与议郎辛毗一起担任主帅都护将军曹洪的参军，曹休想到了曹操在他出征前的话：““你虽名为参军，但其实就是这支军队的主帅。”。曹真等人的援军到来，曹洪便把所有军务交给了曹休。刘备见曹军进至下辨，于是遣张飞屯驻于固山一带，声称要切断曹军的后路。曹洪与诸将进行商议后都对是否继续进军犹豫不决，曹休说：“刘备的军队如果真的要切断我军后路，就应该隐蔽地行动，暗中设伏。如今却先虚张声势，说明这只是刘备等人的疑兵之计。我军应该趁敌人尚未在下辨集结大军之时，尽快击破吴兰。一旦吴兰被击败，张飞的疑兵就毫无意义了，必定会自行退走的。”曹洪听从了他的建议，进兵击破吴兰，张飞其后果然退走，曹真、曹休、张既等联手在马超、张飞撤退时杀出，成功击破雷铜、吴兰部，雷铜、吴兰战死。刘备遂于建安二十三年四月率大军亲至阳平关（今陕西沔县西北）。曹操的虎豹骑营将领基本都已参战。曹操部将夏侯渊、张郃、徐晃等率军与刘备夹关对峙。刘备为了速战速决派部将陈式等十余营袭击马鸣阁（今四川广元北），企图切断曹军后方通道，徐晃识破此计击破陈式，陈式不得以败走，陈式军堕落山谷伤亡众多。不久，马鸣阁道为刘备军攻克。刘随即进攻广石及阳平关，夏侯渊与徐晃、张郃集兵抗击，刘备屡攻不克，遂急书益州增兵。诸葛亮征询从事杨洪意见，洪说：“汉中则益州咽喉，存亡之机会，若无汉中，则无蜀矣！此家门之祸，男子当战，女子当运，发兵何疑？”于是诸葛亮迅速调集兵力，派往汉中，增援刘备。由于汉中形势紧张，曹操不得已亲自于七月出关，九月坐镇至长安(今陕西西安西北)密切注视汉中局势。曹操听说徐晃击败陈式的事情后，非常高兴，给了徐晃指挥军队的符节，并下令说：“这一条阁道是汉中的咽喉险要之地，刘备想断绝内外联系，夺取汉中。将军这一举粉碎了刘备的计划，真是妙计中的妙计啊！”蜀中的诸葛亮扔没有参与战事和谋划，只是按时替刘备提供资援。

刘备有一次与曹军在作战中，形势不利，本应马上撤退，而刘备却大怒不肯撤军，无人敢进谏。当时箭如雨下，法正便走去挡在刘备前面。刘备赶紧喊道：“孝直避箭。”法正回道：“连明公也冒着箭雨、飞石，何况我呢？”刘备只好允诺：“我和你一起撤退。”便暂时撤军了。公元218年（建安二十三年）四月，代北乌桓无（能）臣氐等造反，曹操任命曹彰担任北中郎将，行使骁骑将军的职责。临出发以前，曹操告诫曹彰说：“在家里我们是父子，接受了命令就是君臣了，一举一动都要按王法行事，你要引为儆戒呀！”曹彰北征进入涿郡的境内，叛变的乌丸族几千骑兵攻到，当时曹彰的兵马尚未集结，只有步兵一千人，战马几万匹。

曹彰用田豫的计策，坚守阵地的要冲。敌人溃败逃散，曹彰追击，亲自与敌人搏战，箭射敌骑，应声而倒的前后连成一串。打了半天，曹彰的铠甲中了几箭，气势更加雄壮，乘胜追击，直到桑干河，距离代郡有二百多里。军中长史和众将都认为部队远道而来，人马疲累，又有命令不许过代郡，不许深入敌境，违令轻敌。曹彰说：“率军出征，只是为了取胜，为什么要受限制呢？敌人还没跑远，追上去就能击溃他们。服从命令放跑敌人，决不是良将。”便上马，命令部队：“落后者斩！”一天一夜追上了敌人，出击大获全胜，斩首俘虏了几千人。曹彰超过常例几倍地犒赏将士，全军没有不高兴的。当时鲜卑族的首领轲比能率领几万人马观望双方强弱，看到曹彰奋力冲杀，所向披靡，便请求臣服。这样北方便平定了。那时候，曹操在长安，召曹彰到自己的行营。曹彰从代郡经过邺县，太子对曹彰说：“你刚立了功，现在去西边面见主公，注意不要骄傲自夸，回答问题要表现得谦虚。”曹彰到了长安，按照太子所说的，把功劳都归于众将。曹操很高兴，捋着曹彰的胡子说：“黄须儿居然大不简单！”

同年九月，曹操其时在汉中与蜀军鏖战，而刘备栖军于山头之上，命刘封下山挑战。曹操便骂：“你这个卖草鞋的小子，竟然派你的义子领兵来抵抗我，啊！看我叫我（亲生）的黄须儿来。”于是下令召曹彰助战。曹彰于是日夜倍道兼进，然而西到长安之时曹操已经从汉中回来。曹操东还后，以曹彰行越骑将军，留守长安。建安二十四年（219）一月，刘备久攻阳平关仍未克，乃引军南渡汉水，于定军山前扎营。诸葛亮献计遣赵云、黄忠攻打曹军粮仓天荡山。夏侯渊率兵前来争山，筑围与刘备军相峙，自率轻兵守南围，以张郃守东围。刘备军乘夜分十部先攻东围，张郃率亲兵与蜀军进行对抗，刘备不能攻克张郃退走走马谷，放火烧营，夏侯渊知张郃兵少，调部分兵力来增援。法正献计给黄忠：“将军可守在半山，某居山顶。待夏侯渊兵至，吾举白旗为号，将军却按兵勿动；待他倦怠无备，吾却举起红旗，将军便下山击之：以逸待劳，必当取胜。”黄忠大喜，从其计。夏侯渊多次叫阵，黄忠不应，让夏侯渊军备松懈，法正让刘备再次放火烧毁了曹军阵地前的防卫工事鹿角，夏侯渊亲自率四百军士出营救火、修补鹿角。此时，法正看准时机，见夏侯渊正处於劣势，提议全力进攻夏侯渊，刘备于是命黄忠居高临下从后方擂鼓突袭，夏侯渊猝不及被黄忠斩杀，益州刺史赵颙也战死，曹军溃败。

夏侯渊作战勇猛，与其兄夏侯惇一样性格刚烈，但对于使用计谋比较忽视。曹操也常告诫他：“为将当有怯弱时，不可但恃勇也。将当以勇为本，行之以智计；但知任勇，一匹夫敌耳”，但最后还是战死。夏侯渊是一位非常出色的军事将领，擅长打运动战，所以当时军中流传着一句话，“典军校尉夏侯渊，三日五百，六日一千。”夏侯渊参加过曹操指挥的历次战役，并且经常受委派到各地平定叛乱。最出色的一次战役是攻打韩遂的兴固之战，韩遂的部下多为氐族和羌族，十分精锐。夏侯渊长途奔袭，袭击了韩遂的后方，韩遂来救，又当机立断，以疲劳而且不占质量、数量优势的军队一举击败了韩遂，韩遂从此一败涂地，坐待夷灭。又消灭了割据河西长大三十多年的宋建。凉州各族的族长酋长看到夏侯渊，都心惊胆战。

他对士兵、下属很好，当打败敌人后，都会将军粮分发给缺粮的军士，令军心重新振作。为人也极重义气，曹操年少时在家乡犯了案，夏侯渊居然为他顶罪，后来曹操把他拯救出来才免于难。又有一年饥荒，他放弃了自己亲生儿子，而为了养活死去弟弟的孤女。陈寿评价：“夏侯、曹氏，世为婚姻，故惇、渊、仁、洪、休、尚、真等并以亲旧肺腑，贵重于时，左右勋业，咸有效劳。”曹操评价过：“宋建造为乱逆三十馀年，渊一举灭之，虎步关右，所向无前。仲尼有言：‘吾与尔不如也。’”“为将当有怯弱时，不可但恃勇也。将当以勇为本，行之以智计；但知任勇，一匹夫敌耳。”夏侯渊谥号愍侯，封爵博昌亭侯，官至征西将军。张飞之妻夏侯涓听闻夏侯渊阵亡，向张飞请求：“请求葬我的叔父吧。”张飞答应厚葬夏侯渊，刘备也同意了。