两军交战长达一年之久，始终未能分出胜负。张飞和马超率军驻守固山，并放出风声称将从曹军后方包抄，切断其退路。曹洪等人闻讯后，打算趁张飞和马超合兵之前先攻打下辨的吴兰。然而，曹休对蜀军的意图表示怀疑，他认为蜀军若真打算切断曹军退路，必会暗中行动，不会如此大张旗鼓。他建议放弃攻打下辨，直接攻击蜀军主力。但曹洪未采纳其建议，坚持进攻下辨。结果，吴兰军队几乎全军覆没，吴兰本人也在乱战中丧生。张飞和马超得知下辨失守后，迅速撤离固山，转投他处。
另一边，刘备与夏侯渊的交锋尤为激烈。初时，陈式奉命进攻马鸣阁，却不敌徐晃，损兵折将，令刘备心生慌乱。他迅速集结精锐兵力，全力攻打驻守广石的张合部队，然而尽管付出了巨大努力，却依然未能将其歼灭。眼见胜利无望，刘备心急如焚，向诸葛亮发出求援信。诸葛亮闻讯后，立即率兵前来增援，使得蜀军得以继续与曹军对峙。
然而，汉中久攻不下，曹操也感到焦虑不安，亲自前往长安督战。但战事依旧胶着，未有明朗进展。公元219年，刘备决心孤注一掷，八大部队齐驻定军山。定军山地势险要，既给蜀军带来了挑战，也让曹军难以展开攻势。刘备驻军后，夏侯渊与张合迅速领兵至走马谷，双方形成对峙之势。
黄权见机行事，向刘备献策，提议夜袭曹营。他建议先用火攻引燃曹营，趁其混乱之际发起猛攻。刘备采纳了这一计策，果然曹军大乱。夏侯渊与张合费尽九牛二虎之力才勉强稳住阵脚，分别率兵防守南北。刘备趁机从北面发起猛攻，张合难以抵挡。夏侯渊见状，急调部分兵力支援张合。经过一番激战，曹军已显疲态。刘备、法正等人远观战局，见时机成熟，法正示意发起总攻。鼓声隆隆，蜀军士气大振，呐喊着冲入曹营。曹军措手不及，伤亡惨重。夏侯渊及数名部将被斩于马下，张合则率领残兵败将逃往汉水的曹军北下营。
夏侯渊阵亡后，张合接任统领，逐渐稳定了曹军的混乱局面。尽管刘备取得了一场胜利，但他深知双方实力悬殊，不敢轻举妄动。曹军虽然占据地利之便，但在一水之隔的情况下也难以发动攻势。张合曾数次试图引诱刘备过河交战，但刘备始终不为所动。最终，曹军只得退回阳平关等待援军。不久，曹真奉曹操之命前来增援，与徐晃联手击败了前来进攻的蜀军，挽回了一部分损失。