而狄道之战则是陈泰一生中的巅峰之作，正始二七月，蜀卫将军姜维乘魏大将军司马师病亡，督车骑将军夏侯霸、征西大将军张翼等数万人攻魏。八月，到达枹罕(今甘肃临夏东北)，遂向狄道(今甘肃临洮)进军。魏征西将军陈泰命雍州刺史王经率所部进驻狄道，待他率主力自陈仓(今陕西宝鸡东)到达后，再钳击蜀军。王经不俟陈泰军至即擅击蜀军，先后败于故关(今甘肃临洮北)、洮西，大部伤亡或逃亡，残部万人还保狄道。姜维乘胜围狄道城。魏大将军司马昭命长水校尉邓艾出任安西将军，与陈泰并力抗击蜀军，并遣太尉司马孚为后援。陈泰与邓艾军会合后，分三路进至陇西，避开蜀军，出其不意地绕过高城岭(今甘肃渭源西北)，进至狄道东南山上，燃火击鼓与城内联络，守军见援军至，士气大振。姜维督军沿山进攻，被魏军击退。陈泰扬言截断蜀军退路，蜀军震恐，遂于九月二十五日撤军退走钟堤(今甘肃临洮南)，狄道之围遂解。此战陈泰出奇制敌，虚言惑敌，最终战胜蜀汉大将姜维。
后来陈泰被召回了朝廷，很显然他的童年好友司马昭要重用他，陈泰很清楚司马昭要篡位，他不愿同流合污，回京后陈泰升任左仆射。但陈泰最后的宿命却实在悲壮，甘露五年（260年），魏帝曹髦不能忍受威权日去，便亲率殿中宿卫、苍头、僮仆等，欲攻打司马昭。在南阙与司马昭的亲信贾充展开激战，混战中，贾充指使太子舍人成济弑杀曹髦。陈泰知道后，当即跑到现场，与太傅司马孚倒在地上，枕看曹髦尸体号哭尽哀。不久，司马昭也来到现场，见此情景，便问陈泰："玄伯，天下人当怎么看我？"陈泰说："只有斩杀贾充，才能以谢天下。"司马昭又说："你再考虑看看有没有别的办法？"陈泰回答："难道还能让我说别的话吗？"因过于悲恸，不久吐血而死。一代名将，最终以此悲壮的死结局，确实让人唏嘘不已。
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