更是下定決心不拿下漢中郡不撤兵。
但是，曹操似乎還沒有完全意識到問題的緊迫性。
七月，他從鄴縣出發，沿黃河西行，先到長安。據《三國志王肅傳》記載，曹操路過弘農郡的時候，聽說獻帝劉協的哥哥、弘農王劉辯死後埋在這裡，想到墳前弔唁。弘農郡本地人、擔任黃門侍郎的董遇進諫道：“根據《春秋》大義，即位不滿一年就死去的國君還不能稱為君，弘農王在位時間很短，又被暴臣董卓挾持，最後降位為藩王，不應該拜謁。”曹操認為說得有理，於是作罷。
九月，曹操率大軍才走到長安，總共就一千來裡地卻走了兩個月，這個速度太慢了。
這時，曹操接到合肥方面送來的報告，說右將軍樂進因病去世，曹操聽後十分難過。樂進從曹操己吾起兵時就跟隨他，算是曹家軍的創始人之一。這個小個子從曹操身邊的警衛員（帳下吏）幹起，最終成長為曹軍的高階將領，他作戰勇敢，有謀略，是一個難得的素質全面的大將。
曹操下令追贈樂進諡號為威侯，爵位由其子樂繼承，樂後來官至揚州刺史，在淮南之叛中被殺。奇怪的是，曹操到了長安似乎又停留了二三個月左右，原因不詳，但也就是這要命的二三個月，前線的形勢發生了無法挽回的逆轉。
劉備在陽平關一線做了多次嘗試性攻擊，但都沒有進展，後來自己的援軍陸續到達，士氣有所振奮，到建安二十四年（219年）正月，劉備終於有了收穫，前鋒越過了陽平關，沿著漢水河谷向前推進了一段距離，到達定軍山下。
前面介紹過，漢中的核心地帶是一塊由漢水河谷擴充套件開的盆地，四周都是高山，重要的城鎮幾乎都在漢水兩岸。陽平關是這塊盆地的西大門，它坐落於漢水之上。
也就是說，從陽平關沿著漢中往前，可以到達漢中郡的中心城市南鄭，但在到達那裡之前還會遇到一處屏障，就是定軍山。
定軍山位於漢水之南，今陝西省勉縣城南十餘里處，屬大巴山脈，與漢中盆地周邊的深山大川相比，它海拔並不很高，主脈是由十二座東西綿延的山峰組成，總長約二十多里，其最高處海拔不過八百多米，由此再往東，就是平川了。
也就是說，定軍山雖然是一道屏障，但卻並不是特別險要，劉備率軍攻到這裡，曹軍就危險了。
夏侯淵一看定軍山被佔，急忙來搶，雙戰展開激戰。
劉備發動夜襲，燒了曹軍營壘的鹿角，這時候夏侯淵駐守在西邊的營寨，張駐守東邊的營寨，劉備集中力量攻擊張，張有點頂不住了，夏侯淵把自己這邊的守軍分出一半增援張，可這樣一來就出大事了。
據《三國志法正傳》記載，夏侯淵是親自率兵來增援張的，法正看到後，覺得機不可失，建議劉備猛攻，不惜一切代價直取夏侯淵。劉備命黃忠擔任主攻，咬住夏侯淵的增援部隊不放，一陣猛打猛衝，曹軍大敗，徵西將軍、博昌侯夏侯淵居然戰死沙場！一同戰死的，還有曹操任命的益州刺史趙。
曹操以前經常告誡夏侯淵說：“作大將的也有該示弱的時候，不能一味恃強鬥狠。為將者應該以勇為本，以智取勝，有勇無謀只不過是一介匹夫罷了（為將當有怯弱時，不可但恃勇也。將當以勇為本，行之以智計；但知任勇，一匹夫敵耳）。”而夏侯淵的戰死，正好印證了曹操的話。
《曹操集》中有一篇《魏武軍策令》，也說到了這場戰鬥。根據這篇軍令的記載，當時的戰鬥情形是這樣的：敵人燒燬了曹軍的鹿角，但這些鹿角離大營有十五里。夏侯淵居然獨自帶著四百兵去修補鹿角，敵人在山上看到了，於是從山谷中殺出，夏侯淵親自參加戰鬥，最後戰死。
曹操認為夏侯淵在此戰中犯了指揮上的錯誤，像夏侯淵這樣擔負整個戰場指揮重任的大將，不應該親自參與戰鬥，更何況修補鹿角這樣的小事了。
曹操以後把這件事寫進軍令裡向全軍通報，可見他對定軍山之敗很介意。在這篇軍令裡，他甚至說出了重話，稱夏侯淵本來不擅長帶兵，軍中呼之為“白地將軍”（淵本非能用兵也，軍中呼為“白地將軍”）。雖然夏侯淵已經死了，但曹操仍然沒有原諒他。
夏侯淵是整個西線戰場的總指揮，相當於元帥級的人物，他的猝然戰死，讓曹軍上下無不震怖（三軍皆失色），大家惶恐不已，不知道該怎麼辦。
原丞相府秘書長（丞相長史）杜襲此時在漢中任督軍，曾在曹丕五官中郎將府擔任過治安處處長（門下賊曹）的郭淮此時在夏侯淵軍中當司馬，他們二人收斂散卒，號令全軍說：“