曹操夕陽遲暮，軍事上的事情便留給后人處理，自己回到鄴城開始大搞政治。北還時，他命夏侯淵、張郃留守漢中，但并沒有交代對敵之策。不過張郃秉承曹操意志，于建安二十年十二月間，率領所部進入四川。

這時候的劉備還沒有組織起有效防御線，張郃很快率軍挺進至宕渠、蒙頭、蕩石等地，曹軍已經深入益州腹地。渠縣屬巴西郡，張飛時領巴西太守。張郃孤軍深入打上門來，無異于是在捋虎須。

這時候劉備尚在江州，立即命令張飛率兵拒敵。張飛所部本來熟悉地理，更加上人多勢眾，立即掌握了戰場主動。張郃被迫收縮戰線，由攻勢轉為守勢，與張飛展開攻防大戰，雙方對峙五十余日，相執不下。

張飛雖一時奈何不得對手，但他有主場之利，所以有恃無恐。張郃卻孤軍深入，犯了兵家大忌。這一戰雖然未分出勝負，但勝利的天平明顯是倒向張飛一面的。很快，張飛「率精卒萬余人，從他道邀郃軍交戰，山道迮狹，前后不得相救，飛遂破郃」。——（《三國志-張飛傳》）

戰敗的張郃狼狽不堪，「棄馬緣山，獨與麾下十余人從間道退，引軍還南鄭，巴土獲安。」張郃敗歸南鄭，暫時解除了來自漢中軍事威脅的劉備，也從重慶返回成都。曹操忙于自己的新政權建立之時，劉備卻決定開拓進取漢中。

法正力挺劉備的想法，指出開拓漢中之利：上可以傾覆寇敵，尊獎王室；中可以蠶食雍、涼，廣拓境土；下可以固守要害，為持久之計。此蓋天以與我，時不可失也。——（《三國志-法正傳》）

而劉備手下兩位善觀天象的官員周群、張裕卻反對用兵漢中，周群更是言之鑿鑿告誡劉備，此行「當得其地，不得其民也。若出偏軍，必不利，當戒慎之。」——（《三國志-周群傳》）

二人因為以曉知「占候」之事而知名于益州，所以許多人也擔心劉備此次出師不利。

曹軍入蜀的大門始終敞開著，說不好哪一天曹軍就會卷土重來。益州不安，劉備如芒在背，漢中之地，劉備志在必得。

建安二十三年春，劉備在「安排」諸葛亮留守成都，主持后勤保障供給之后，兵分兩路，一路自己親自率領法正、趙云、黃忠、魏延等人，殺奔漢中；另一路由張飛、馬超、吳蘭等人率領，直撲曹操西北駐軍重鎮下辯。得知劉備兵分兩路來犯，曹操不敢大意，立刻派心腹大將、厲鋒將軍曹洪督軍前往武都（治下辯）迎敵。

擔心曹洪貪財好色耽誤大事，另派騎都尉曹休和議郎辛毗去做曹洪的參軍。曹操特意告訴曹休，「汝雖參軍，其實帥也。」曹洪也不敢托大，「亦委事于休」。 兩軍對壘，劉備卻自以為是的「遣張飛屯固山欲斷軍后」。（將從中御，帝王心術之初級者。劉備胳膊長以為就可以遙控作戰。）

馬超既與張飛同領軍，為何卻不獨當一面？反而是籍籍無名的吳蘭可以自領一軍！如果沒有其他合理解釋，只能是劉備對馬超刻意提防，并沒有放心使用。故有此敗！

另據《山陽公載記》記載：超因見備待之厚，與備言常呼備字。關羽怒，請除之。備曰：‘人窮來歸我，卿等怒以呼我字故而除之，何以示于天下也？’張飛曰：‘如是，當示之以禮。’明日，大會請超入，羽、飛并杖刀立直。超顧坐席不見羽、飛，見其直也，乃大驚。遂一不復呼備字。

馬超在益州必須要夾緊尾巴作人，知道自己也是只政治工花瓶，地位與張飛等人無法相比。四十七歲郁郁而終，應當與他心情有關。張飛所部虛張聲勢，「眾議狐疑」。

曹休卻認為機會難得，建議曹洪「賊實斷道者，當伏兵潛行，今乃先張聲勢，此其不能也。宜及其未集，促擊蘭，蘭破則飛自走矣。」——（《三國志-曹休傳》）

曹洪明白曹操派曹休隨軍，是有意培養新生代曹家軍將領。更何況曹操有言在先，所以曹休的話曹洪只有允從。曹軍突然集中優勢兵力對吳蘭部發起猛攻，陣斬吳蘭手下大將任夔，吳蘭敗走途中被氐人除掉，張飛與馬超只得敗走漢中。史稱「大破之，飛果走」。

張飛敗還，劉備親自率領的一路人馬也遭遇了曹軍的頑強抵抗。劉備率軍屯扎在陽平關，與曹操手下大將夏侯淵、張郃、徐晃等人對峙。根據曹操的安排，夏侯淵與徐晃屯陽平，張郃屯廣石為掎角之勢。

為免腹背受敵，劉備先是派出大將陳式率十余營軍兵去切斷馬鳴閣棧道（今四川昭化縣境內、即褒斜棧道），準備「斷絕外內，以取漢中」。——（《三國志-徐晃傳》）

哪知道徐晃極擅用兵，針鋒相對率部銜枚疾進，大破陳式，蜀兵「自投山谷，多死者」。 劉備親自督軍攻擊廣石的張郃軍，哪知道也碰了釘子。劉備「以精卒萬余，分為十部，夜急攻楯。楯率親兵搏戰，備不能克」，——（《三國志-張楯傳》）

劉備勞師遠來，卻沒有討到任何便宜，反而損兵折將，應驗了此前周群、張裕二人的出師漢中「軍必不利」的預言。