时间来到建安二十年（公元215年）三月，曹操出征汉中的准备工作已经到位，便从雒阳出发，率领夏侯惇、张合、徐晃、朱灵等前往长安。
司马懿作为随军人员，第一次跟随曹操出征。
此时的刘备已经取得益州，正在与孙权争夺荆州之地。
汉中是益州的门户，若无汉中，则无蜀矣，刘备下一步定然会取汉中。
所以曹操必须抢先在刘备前拿下汉中，掌控入蜀的主动权。
四月，曹操十万大军出长安，同时他召集夏侯渊和郭淮等人一同前往。
大军在陈仓稍作休整，便打算从散关进军河池，转而向南取道阳平关，从汉中的西大门攻入。
散关位于陈仓西偏南方位，是横穿秦岭的重要关隘，古时候此地为散国，故而取名散关。
它与函谷关、武关、萧关并称为关中四关，地理位置十分重要，乃兵家必争之地。
穿过散关之后，曹操十万大军需要一路翻山越岭，穿梭在峡谷之间，历经长途跋涉抵达河池。
河池在如今的甘肃省徽县，盘踞在此地的势力是氐王窦茂。
汉武帝时期朝廷平定了西南蛮夷，降服白马氐族，在洛峪设立了武都郡。
到了东汉末年，武都郡及其周边有四大氐王。
窦茂便是其中之一的兴和氐王。
他仗着河池地势险要，据险而守，不同意曹操大军通过。
曹操十分恼怒，行军路线乃大军出动前便已商定，一路上需要多方补给等候，周边的百姓也需要时刻准备。
一旦行军路线变更，大量的准备工作就需要重新部署。
再者，若不过河池，出散关就毫无意义，必须换另一条崤道抵达汉中，基本不可能。
最关键的是，此地隶属于雍州，按照当前的形势，雍州名义上是属于曹操管辖。
曹操大军经过河池被阻拦，这样的消息传出去，岂不是让其他诸侯笑话，曹操的威信也会荡然无存。
所以曹操是绝对不可能同意，更不可能做出一丝改变。
他当即命张合与朱灵率领五千大军先行，用武力让氐王窦茂彻底臣服。
张合和朱灵不负众望，击败窦茂大军，并斩杀氐王窦茂。
五月，曹操从散关入汉中，命张合在前开道，一路朝着阳平关而去。
行至半路，西平、金城诸将斩下韩遂的首级，来献给曹操。
至此，九州制后的雍州全部归入曹操势力范围。
同年七月，曹操大军进至阳平关。
阳平关在如今的陕西勉县西北处，在三国时期被称为阳安关，与古阳平关相距一百五十里地。
此关连接着金牛道和陈仓道，地理位置十分险要，可谓一夫当关万夫莫开。
此时的汉中张鲁拥兵数万，拥有天险之关。
但他听说曹操领十万大军声势浩大杀过来，便想要直接投降。
张鲁的弟弟张卫据理力争，用了两个理由来说服张鲁。
他说，汉中坚固，又有数万雄兵，只需要守住阳平关，就算曹操有神力也无法攻克，此外，曹操残暴，容易屠城，投降后汉中会不安宁，众人也无处可去。
张鲁拗不过弟弟，便答应，并交给他两万大军，命将领杨昂与张卫一道出发。
二人先曹操一步领军到达阳平关，并在阳平关两边山上险要位置筑起城墙，共计十余里。
曹操十万大军到达之后，便对阳平关发动强攻，结果一连数日都未能攻破，只好驻扎在阳平关外，与张卫对峙。
崇山峻岭，城高门坚，一时间曹操束手无策。
时间一长，曹军士卒损失惨重，军中粮草也捉襟见肘，长曲山路的补给线不通畅，曹操萌生了撤军的念头。
于是，他派夏侯惇和许褚上山，去叫回山上驻军的士卒。
结果因夜晚光线昏暗，山路又不熟悉，高祚军在撤军的路上迷路了，误打误撞闯入张卫的别营。
别营里的将士见曹军杀来，还以为城墙被攻破了，曹军主力杀到，立刻慌了神，顾不得任何东西，匆忙撤离。
得知消息曹操立刻撤销了撤军的指令，当即组织人马强攻阳平关。
很快别营失守的消息也传到了张卫耳朵里，他慌了神，加上曹军突然猛攻，一时间抵挡不住，准备连夜撤军，返回南郑。
曹操大军很快攻破阳平关，斩杀杨任，打开了汉中的西大门。
阳平关一失守，汉中便无险可守，张鲁再次准备投降曹操。
功曹阎圃劝他说：“因为兵败而投降，功劳必定少，不如前往巴中依附杜濩、朴胡等据守，然后再归顺，功劳必定多。”
张鲁听从他的意见，奔入南山，入巴中。
临行前，左右的人想将仓库里的宝物全部焚毁，张鲁说：“我已有归顺朝廷的意愿，一直未尝如愿。今天我们离开，不过是避开锋芒，并没有别的意图。宝货仓库，应归国家所有。”
于是将宝物都妥善藏好才离去。
曹操顺利领军进入南郑，尽得张鲁府库的珍宝，对张鲁的行为深加赞许。
尽管汉中的核心南郑归入曹操势力，但其他地区尚没有完全归附，而且曹操得知张鲁早有归顺之意，却没有主动前来，便猜测张鲁有所顾虑。
他想了一个办法，想要对汉中各地制定安抚民生的政策。
结果曹操发现汉中之地就是一个世外桃源，张鲁以五斗米道的模式来教化他的百姓，使得东汉末年混乱的三十年，对汉中丝毫没有影响。
这里可以说是过去、当前、未来最安稳的地方。
曹操一边惊奇的研究着张鲁的治理模式，一边想着应对之策。
同年九月，巴七姓夷王朴胡、賨邑侯杜濩举巴夷、賨民突然那跑来说要依附，曹操大为高兴，也找到了收服张鲁的办法。
他以两人为太守、封列侯。
十月，曹操设置名号侯至五大夫，与旧列侯、关内侯凡六等，以赏军功。
一切完成，曹操便派人去张鲁处慰问，并表示收降之意。
与此同时，刘备听说张鲁南入巴中，也派遣护军黄权带兵北上迎接。
张鲁以“宁愿做曹公的奴役，也不做刘备的上客”的态度，决意向曹操投降。
十一月，张鲁携家属及部众向曹操投降。
曹操拜张鲁为镇南将军，用对待宾客的礼仪来对待他，封他为阆中侯，邑万户。
阎圃与张鲁的五个儿子都被封为列侯。
汉中全境正式归入曹操势力范围。