夺取汉中，派遣张飞、马超率领数万大军进攻下辩（今甘肃成县西北）。
汉中是曹魏西北的战略要地，若被刘备攻占，不仅会威胁关中地区，还会切断曹魏与凉州的联系。
曹操得知消息后，立即任命曹洪为都护将军，统领大军抵御蜀军，同时任命曹真为“偏将军”，辅佐曹洪出征。
当时，张飞、马超皆是天下闻名的猛将，蜀军兵力也与曹军不相上下，曹军诸将因忌惮二人威名，纷纷主张“坚守不出，以逸待劳”，唯有曹真提出了不同意见。
在军事会议上，曹真冷静分析道：“张飞、马超虽勇，但其军孤军深入，粮草补给困难，且蜀军将士多为益州人，不适应西北气候，军心未必稳固。我军若一味坚守，只会给蜀军适应环境的时间；不如趁其立足未稳，主动出击，打其措手不及。”
曹洪起初对曹真的建议犹豫不决，但曹真随后又详细阐述了进攻的具体方案：由自己率领一支精锐骑兵，夜袭蜀军的先锋营地，打乱蜀军的部署，再由曹洪率领主力部队正面跟进，一举击溃蜀军。
曹洪最终采纳了曹真的建议。
当晚，曹真率领五千精锐骑兵，趁着夜色的掩护，悄悄绕到蜀军先锋营地的后方。
他命士兵们熄灭火把，马蹄裹布，以最快的速度发起突袭。
蜀军果然毫无防备，营地内瞬间陷入混乱，士兵们惊慌失措，自相践踏。
曹真率军趁势斩杀蜀军先锋将领，缴获大量粮草与军械。
张飞、马超得知先锋被袭，又见曹军主力随后杀到，深知局势不利，只得率领大军撤退。
下辩之战的胜利，不仅成功保卫了曹魏的西北防线，更让曹真的军事才能得到了全军的认可——战后，曹操论功行赏，封曹真为“灵寿亭侯”，将其晋升为“中坚将军”，让他开始独立统领一支万人规模的部队，正式跻身曹魏中层将领行列。
建安二十四年（219年），汉中之战全面爆发。
刘备亲率主力进攻汉中，曹操也亲自率军前往支援，曹真作为重要将领随军出征。
当时，刘备派遣黄忠、赵云等将领多次袭击曹军的粮道，曹军陷入“粮草短缺、军心浮动”的困境。
为了保护粮道安全，曹操任命曹真为“征蜀护军”，统领部队专门负责粮道的守卫工作。
曹真到任后，并未采取“被动防守”的策略，而是主动分析蜀军的袭扰规律，在粮道沿线的险要位置设置埋伏，并派出骑兵分队巡逻侦查。
一次，赵云率领蜀军精锐突袭曹军粮道，刚进入埋伏圈，便遭到曹真大军的围攻。
赵云虽奋力抵抗，但曹军早有准备，蜀军伤亡惨重，最终只能狼狈撤退。
此役过后，蜀军再也不敢轻易袭扰曹军粮道，曹真成功为曹军稳住了后勤防线。
尽管汉中之战最终以曹操撤退、刘备夺取汉中告终，但曹真在战役中的表现依然得到了曹操的高度肯定——曹操认为，曹真不仅勇毅过人，更具备“审时度势、随机应变”的军事素养，是难得的将才。
此后，曹操将关中地区的部分军队交由曹真统领，让他负责西北边境的防务，为他日后镇守西北、抵御蜀汉埋下了重要伏笔。
建安二十五年（220年），曹操病逝于洛阳，曹丕继承魏王之位，随后逼迫汉献帝禅让，建立曹魏政权，史称魏文帝。
曹丕即位后，对昔日一同长大的曹真极为信任，将其视为宗室核心力量，迅速提拔他为“镇西将军”，假节都督雍、凉州诸军事，全面负责曹魏西北防线的军政事务。
当时的西北边境，局势极为复杂——不仅要面对蜀汉的军事威胁，还时常遭受羌、胡等少数民族的袭扰。
这些少数民族部落凭借骑兵的机动性，经常突袭曹魏的边境城镇，掠夺粮食与人口，给曹魏的边疆稳定带来了极大隐患。
曹真到任后，并未急于与蜀汉或羌胡势力交战，而是首先对西北的局势进行了全面调研。
他发现，羌、胡部落之所以敢频繁袭扰，一方面是因为他们熟悉当地地形，机动性强；另一方面是因为曹魏之前的边防将领采取“被动防御”策略，缺乏有效的反击手段，导致羌、胡势力日益猖獗。
针对这一情况，曹真制定了“先安内、后御敌”的战略——首先平定羌、