曹军进入了阳平关内，也并非一帆风顺。夏侯惇与张鲁部将杨任展开了巷战。杨任力大无穷，在马上以一敌三，仍游刃有余。
夏侯惇爱他英勇，在圈外劝他投降：“杨将军，我佩服你的忠义，欣赏你的武艺，如你投入曹公麾下，定会大材大用。”
杨任大声怒骂：“独眼匹夫休得啰唆!杨某乃大丈夫，只忠吾主，不事汉贼!”
夏侯惇大怒，率亲兵十人突上前去，乱刀猛搠。杨任不敌众手，受伤落马，被刀枪刺如烂泥。
张卫的部队败如山倒，弃守阳平关逃向张鲁驻守的南郑去了。
这次的胜利，是一件意外事件。曹操接到刘晔充满欣喜之情的信，还不敢相信自己的眼睛，当他被雄赳赳的部将们簇拥着，进入阳平关时，才相信这是事实。但他内心里也难免叫声：“好险啊!”
曹操的部队进了阳平关，发现关内存有大量的粮食、活牛、活猪、活羊，(这是迷信的张鲁士兵“阻拦”曹军的东西)三军雀跃、欢呼，他们好久没有沾过腥了。
曹操也大宴众将，赐许褚三大碗酒，众将也纷纷向许褚敬酒，许褚立了大功，高兴之余，也就大喝猛啖，最后烂醉如泥。曹操这时也醉眼蒙眬，击碗唱歌，众将和着他沙哑、苍凉的嗓音，放开喉咙大唱，发泄着一年来征战憋着的一股气。
二○二张卫逃到兄长张鲁驻守的南郑，只剩下千余人了。
张卫到张鲁的住宅外，跪着把兵败之事详细告诉了兄长。张鲁扶起他，安慰其弟，但他知道阳平关已失，南郑已无险关可据可守了，曹操挥师而来，自己必败，遂第二次下决心投降曹操。
他的谋士阎圃劝告他说：“师君在危机重重的情况下投降，会被曹操认为缺乏诚意而归顺，遭到他的轻视，也将得不到好的待遇，因为你与他交换的筹码———汉中，将被他掌握于手了。现在不如暂时逃往益州山区避难，表示誓不罢休，决心抗争到底，之后，再和曹操进行谈判，这样就极有可能较有利的得到师君所想要的东西。”
张鲁听了之后，认为有理，从其言，就准备越过南山，逃往益州山区去。张鲁召开了撤军的会议。在会议上，许多官员建议张鲁烧毁城里的仓库所积的珍宝、粮食和一些军队器械，让随后进城的曹操只得到一座空城。
张鲁拒绝道：“我原本就想把这些东西献给朝廷，只是一直未找到好机会，如今远走山区，也只是权宜之计，并不是真正想和朝廷对抗到底，府中的财宝物资属国家所有，怎能心怀歹意毁灭呢!”
张鲁的话搪塞住仇视曹操的官员，他不毁府库，在政治上无非就是向曹操暗送秋波。
张鲁果然把府库妥善封存，派了一些老弱残兵守住，然后退入益州的山区中去了。
曹操征汉中的时候，成都府的刘备、诸葛亮也曾得到这个情报。诸葛亮曾对刘备说过：“曹操想先下手征服汉中，是害怕主公从该处北上，威胁关中。看来，汉中的张鲁孤掌难鸣，主公何不遣使到张鲁处，双方结好，共同抗曹呢?”
刘备此时刚定益州，军政大权还未彻底安定，不敢出兵去汉中争土夺地，出于无奈，只好派使者到汉中去争取张鲁，或者去声援张鲁，从政治上去威胁曹操。
但是，蜀国的西北方道路崎岖，使者走了几个月，才到达汉中地区，这时听到张鲁兵败的消息，预计的那一切顿成泡影，不得已又跋山涉水重返成都。
曹操在张鲁不战而逃的顺境下，一兵不废，占领了南郑，尽得张鲁府库的珍宝粮食。曹操向守府库的张鲁士兵大力称赞张鲁的德行，特遣使者到山区慰问张鲁。
汉中地区历时将近一年才夺取，士兵们久在外面征战，归乡之情日浓。曹操决定召集谋士讨论班师回朝和治理汉中地区的会议。
主要参谋刘晔、辛评、司马懿等人全到齐了，坐定之后，曹操就先让大家各抒己见，以便他作决策。
司马懿说：“张鲁已成丧家之犬，在老林深山中惶惶不可终日，他气数已尽，汉中可定了。但益州刘备恐想一沾汉中肥泽，主公需派一支劲旅驻守这里。”
刘晔听了司马懿的话，受到启发，略略思索了一下，开口说道：“汉中的最大敌人莫过于刘备，仲达提出派劲旅驻守于此，我认为很有必要。张鲁经营汉中多年，地方实力派都听他的调度，何不用丞相历来使用的方法，招安他们，封他们官呢?但是必须去掉他们的军权。”
刘晔的话令众谋士不约而同点首。曹操沉吟半晌，捋着胡须说：“刘备暂时还不敢出川，张鲁降顺也不成问题。但汉中的实力派、富绅随时会拥戴张鲁牵头谋反，张鲁那时不干也不行。洛阳经过战火的毁灭，至今还是一座毫无生气的城市，我想把汉中的几万富户迁移到洛阳，一便于管辖，二便于充实洛阳，诸君意下如何?”
众谋士自然称善。接着又分工去做曹操说的事情。
九月，曹操用重金收买了陪伴张鲁躲进大巴山中的七个军队将官，这些将军归顺了曹操。张鲁本人一直支撑到十一月，在曹操几封辞恳意切的书信催促下，才带猛将庞直、程银、侯选等才到镇守南郑的曹操大本营投诚。
曹操率文武百官出营迎接张鲁。张鲁见一位着布衣布袍，两眼炯炯有神，身短须长的人，被众人簇拥着向他迎来，知道就是曹操来了，忙趋前几步，跪于地，双手拱道：“丞相，张鲁请罪来了!”
曹操紧上几步，扶起张鲁，柔声道：“快快请起，折杀老夫了。”
张鲁被曹操携起，转回大本营。庖官早已杀猪宰牛，整治老酒，款待从山区饥寒交迫困境中来归顺的张鲁及部下。
曹操在席上劝张鲁饮酒，不谈战事，只言政治，话语大而无当，空之又玄。
第二日，曹操封张鲁为镇南将军，阆中侯、邑万户，张鲁的五个儿子也皆封列侯。张鲁的谋士阎圃虽然阻止张鲁归降，但曹操认为他能紧守立场，为主帅作最好的打算，与主帅同甘共苦，尽于职守，因此也封他为列侯。