刘备援军陆续开至军前，战场形势优劣之势发生了变化，夏侯渊、徐晃、张郃三人不得不逐渐收缩防线回防。双方在阳平关对峙，刘备既不能寸进，而曹军也无力主动进攻，战事一时呈胶着状态。
刘备在汉中与曹军的攻防战，打成了持久战，双方互有胜负，疏忽已是二年有余。刘备与夏侯渊你来我往相持不下，却急坏了远在邺城的曹操。
刘备不抛弃不放弃的死缠烂打，令曹操意识到了问题的严重性。现在不是考虑如何进取益州，而是如何力保汉中这个通往益州的咽喉要道不失。
担心汉中有失，曹操不顾老迈年高，决定再次亲征。
得知曹操亲征，刘备首先HOLD不住了。与夏侯渊对峙，刘备还占据心理优势，坚持两年虽然不能奈何对手，实在是因为阳平关险隘易守难攻，始终无法突破曹军防线。但他不懈坚持，正是坚信自己一定可以战胜夏侯渊。夺得阳平关。而曹操亲至，不但曹军实力大增，而且曹操善于用兵，自己远不是对手。
刘备心底的恐曹症并没有因为岁月的流逝而消磨多少，他知道曹操不是刘璋，对手太过可怕。他必须要在曹操没有到来之前，干净彻底的解决了夏侯渊。抢占了阳平关之后，或者可以与曹操在汉中一决雌雄。
刘备在翻烂了一本《孙子兵法》之后，终于想出了用奇破敌的妙计。
建安二十四年（219年）正月，刘备忽然从阳平南渡沔水（却汉水）出现在定军山。
定军山北临汉水，位于今勉县南，东望汉中，是汉中的又一个重要屏障与门户。
刘备率军突然出现在这里，立即引起了夏侯渊的不安。因为定军山地理位置险要，所以也是夏侯渊的重点防御地区。这时候见刘备在这里“兴势作营”，立即派出军兵“来争其地”，夏侯渊希望趁刘备立足未稳，打对手一个措手不及。
哪知道这次刘备是真的“有备有来”，夏侯渊贸然出军，正堕入刘备圈套之中。
刘备先是派军放火烧夏侯渊军营外围的鹿角，有意分散曹兵。
夏侯渊正要出兵，忽见火起，立即派张郃率军“护东围”。“备挑郃战，郃军不利”，夏侯渊担心张郃有失，“分所将兵半助郃”。然后，亲自督“轻兵护南围”。
见夏侯渊率军潮水般掩杀而至，早有准备的蜀兵顽强抵敌，一边杀敌，一边将曹军向埋伏圈引去。
法正见机会难得，建议刘备曰：“可击矣！”刘备挥动令旗，刹那间，早已经埋伏在暗处的黄忠率军如猛虎下山般加入了战团。
老当益壮的黄忠，立功心切，身先士卒，冲锋在前。（估计写下了请战书、军令状之类的东西）蜀兵居高临下冲杀而至，曹军行伍被冲的大乱。史称黄忠“摧（推）锋必进，劝率士卒，金鼓震天，欢声动谷，一战斩渊”。——（《三国志-黄忠传》）
定军山虽只是刘备小胜，但却是整个汉中攻防战的转折点。
夏侯渊死后，曹军并没有一溃千里。没有了主将，“军中扰扰，不知所为”，督军杜袭和军司马郭淮推戴张郃为主帅。——（《三国志-张郃传》）
张郃自从官渡之战后归附曹操，从此追随左右，屡立殊勋，成为名震大江南北的名将，这时候众人推戴也是名至实归之事。张郃见三军忧惧，挺身而出，主动担当起了代理主将的重任，在他的安抚之下，军中有了主心骨，“诸将皆受郃节度，众心乃安”。——（同上）
张郃收拾人马，退守阳平关。刘备本来打算趁胜渡过汉水扩大战果的，见主将已经变成了张郃，担忧张郃趁蜀军半渡出击，所以取消了原计划。夏侯渊在军中被人称为“白地将军”，（应该不是什么好话）刘备并不畏惧他，反而是对张郃十分顾忌。
本来定军山是针对张郃制定的圈套，哪知道阴差阳错的阵斩了曹军主将夏侯渊。夏侯渊不谙为将之道，身为主将，却客串了冲锋陷阵的角色，身死名灭为人所笑也是咎由自取。（一失足成千古恨）
曹操对他的死，深表叹惜，谥之为“愍侯”。得知消息之后，曹操一面从长安“遣使假郃节”，正式任命了张郃为汉中曹军主将，一面整军待发。