建安二十年{公元215年}三月，曹操西征张鲁，夏侯渊率驻凉州诸将及羌、胡诸王与曹操会师休亭。而曹操每次会见羌、胡的首领，都命夏侯渊陪同出席以威慑诸羌、胡王。
七月，张鲁败走，汉中平定。以夏侯渊行都护将军职，都督张郃、徐晃等平定巴郡。十二月，曹操自南郑回，留夏侯渊守备汉中。
建安二十一年{公元216年}二月，曹操回邺城，拜夏侯渊为征西将军，镇守汉中。并增封食邑三百户，加之前所封共八百户。之后，夏侯渊回军攻打武都、下辩等地的氐羌部落，收氐部谷梁十余万斛。
建安二十三年{公元218年}，刘备进军至阳平关，夏侯渊率张郃、徐晃等将与其相拒，以徐晃破陈式、张郃驻广石，刘备攻而不克，双方相持至第二年。