曹軍進入了陽平關內，也並非一帆風順。夏侯惇與張魯部將楊任展開了巷戰。楊任力大無窮，在馬上以一敵三，仍游刃有餘。
夏侯惇愛他英勇，在圈外勸他投降：“楊將軍，我佩服你的忠義，欣賞你的武藝，如你投入曹公麾下，定會大材大用。”
楊任大聲怒罵：“獨眼匹夫休得囉唆!楊某乃大丈夫，只忠吾主，不事漢賊!”
夏侯惇大怒，率親兵十人突上前去，亂刀猛搠。楊任不敵眾手，受傷落馬，被刀槍刺如爛泥。
張衛的部隊敗如山倒，棄守陽平關逃向張魯駐守的南鄭去了。
這次的勝利，是一件意外事件。曹操接到劉曄充滿欣喜之情的信，還不敢相信自己的眼睛，當他被雄赳赳的部將們簇擁著，進入陽平關時，才相信這是事實。但他內心裡也難免叫聲：“好險啊!”
曹操的部隊進了陽平關，發現關內存有大量的糧食、活牛、活豬、活羊，(這是迷信的張魯士兵“阻攔”曹軍的東西)三軍雀躍、歡呼，他們好久沒有沾過腥了。
曹操也大宴眾將，賜許褚三大碗酒，眾將也紛紛向許褚敬酒，許褚立了大功，高興之餘，也就大喝猛啖，最後爛醉如泥。曹操這時也醉眼矇矓，擊碗唱歌，眾將和著他沙啞、蒼涼的嗓音，放開喉嚨大唱，發洩著一年來征戰憋著的一股氣。
二○二張衛逃到兄長張魯駐守的南鄭，只剩下千餘人了。
張衛到張魯的住宅外，跪著把兵敗之事詳細告訴了兄長。張魯扶起他，安慰其弟，但他知道陽平關已失，南鄭已無險關可據可守了，曹操揮師而來，自己必敗，遂第二次下決心投降曹操。
他的謀士閻圃勸告他說：“師君在危機重重的情況下投降，會被曹操認為缺乏誠意而歸順，遭到他的輕視，也將得不到好的待遇，因為你與他交換的籌碼———漢中，將被他掌握於手了。現在不如暫時逃往益州山區避難，表示誓不罷休，決心抗爭到底，之後，再和曹操進行談判，這樣就極有可能較有利的得到師君所想要的東西。”
張魯聽了之後，認為有理，從其言，就準備越過南山，逃往益州山區去。張魯召開了撤軍的會議。在會議上，許多官員建議張魯燒毀城裡的倉庫所積的珍寶、糧食和一些軍隊器械，讓隨後進城的曹操只得到一座空城。
張魯拒絕道：“我原本就想把這些東西獻給朝廷，只是一直未找到好機會，如今遠走山區，也只是權宜之計，並不是真正想和朝廷對抗到底，府中的財寶物資屬國家所有，怎能心懷歹意毀滅呢!”
張魯的話搪塞住仇視曹操的官員，他不毀府庫，在政治上無非就是向曹操暗送秋波。
張魯果然把府庫妥善封存，派了一些老弱殘兵守住，然後退入益州的山區中去了。
曹操徵漢中的時候，成都府的劉備、諸葛亮也曾得到這個情報。諸葛亮曾對劉備說過：“曹操想先下手征服漢中，是害怕主公從該處北上，威脅關中。看來，漢中的張魯孤掌難鳴，主公何不遣使到張魯處，雙方結好，共同抗曹呢?”
劉備此時剛定益州，軍政大權還未徹底安定，不敢出兵去漢中爭土奪地，出於無奈，只好派使者到漢中去爭取張魯，或者去聲援張魯，從政治上去威脅曹操。
但是，蜀國的西北方道路崎嶇，使者走了幾個月，才到達漢中地區，這時聽到張魯兵敗的消息，預計的那一切頓成泡影，不得已又跋山涉水重返成都。
曹操在張魯不戰而逃的順境下，一兵不廢，佔領了南鄭，盡得張魯府庫的珍寶糧食。曹操向守府庫的張魯士兵大力稱讚張魯的德行，特遣使者到山區慰問張魯。
漢中地區歷時將近一年才奪取，士兵們久在外面征戰，歸鄉之情日濃。曹操決定召集謀士討論班師回朝和治理漢中地區的會議。
主要參謀劉曄、辛評、司馬懿等人全到齊了，坐定之後，曹操就先讓大家各抒己見，以便他作決策。
司馬懿說：“張魯已成喪家之犬，在老林深山中惶惶不可終日，他氣數已盡，漢中可定了。但益州劉備恐想一沾漢中肥澤，主公需派一支勁旅駐守這裡。”
劉曄聽了司馬懿的話，受到啟發，略略思索了一下，開口說道：“漢中的最大敵人莫過於劉備，仲達提出派勁旅駐守於此，我認為很有必要。張魯經營漢中多年，地方實力派都聽他的調度，何不用丞相歷來使用的方法，招安他們，封他們官呢?但是必須去掉他們的軍權。”
劉曄的話令眾謀士不約而同點首。曹操沉吟半晌，捋著鬍鬚說：“劉備暫時還不敢出川，張魯降順也不成問題。但漢中的實力派、富紳隨時會擁戴張魯牽頭謀反，張魯那時不干也不行。洛陽經過戰火的毀滅，至今還是一座毫無生氣的城市，我想把漢中的幾萬富戶遷移到洛陽，一便於管轄，二便於充實洛陽，諸君意下如何?”
眾謀士自然稱善。接著又分工去做曹操說的事情。
九月，曹操用重金收買了陪伴張魯躲進大巴山中的七個軍隊將官，這些將軍歸順了曹操。張魯本人一直支撐到十一月，在曹操幾封辭懇意切的書信催促下，才帶猛將龐直、程銀、侯選等才到鎮守南鄭的曹操大本營投誠。
曹操率文武百官出營迎接張魯。張魯見一位著布衣布袍，兩眼炯炯有神，身短鬚長的人，被眾人簇擁著向他迎來，知道就是曹操來了，忙趨前幾步，跪於地，雙手拱道：“丞相，張魯請罪來了!”
曹操緊上幾步，扶起張魯，柔聲道：“快快請起，折殺老夫了。”
張魯被曹操攜起，轉回大本營。庖官早已殺豬宰牛，整治老酒，款待從山區飢寒交迫困境中來歸順的張魯及部下。
曹操在席上勸張魯飲酒，不談戰事，只言政治，話語大而無當，空之又玄。
第二日，曹操封張魯為鎮南將軍，閬中侯、邑萬戶，張魯的五個兒子也皆封列侯。張魯的謀士閻圃雖然阻止張魯歸降，但曹操認為他能緊守立場，為主帥作最好的打算，與主帥同甘共苦，盡於職守，因此也封他為列侯。