后来，陈泰实在不想参与到朝中的斗争之中，便主动申请外出任职，最终他代替郭淮，成为了雍州刺史，来到和蜀汉作战的第一线，就在他刚刚上任的同年秋天，姜维率军进攻雍州，靠着麴山建立了两座城池，不但派牙门将句安和李歆等人分别守卫二城，同时还联合羌胡人进攻附近的各郡。
见此情况，郭淮询问陈泰应对之策，陈泰认为，这两座城离蜀国京城路途遥远，粮运必定成为大问题，如果现在围攻二城，切断他们的运输线，必定能够取得胜利，最后果然被陈泰言中，虽然姜维亲自率军前来救援，但是由于山路难走，又被魏军阻截，不得不退兵，结果两城守将因为得不到救援，无奈之下投降了曹魏。
嘉平五年即公元二五三年，东吴太傅诸葛恪率军伐魏，而姜维则率数万大军与之遥相呼应，进围南安，陈泰和郭淮奉司马师之命前去解围，而此时姜维因为一直打不下来南安，粮草也已用尽，再加上听闻陈泰已经率军赶到洛门，只得被迫退兵。
正元二年即公元二五五年，郭淮去世，陈泰被任命为征西将军，都督雍、凉二州的军事，成为了当时曹魏西部的最高军事长官，在这个时期里，他在军事上的主要对手就是蜀汉大将军姜维，而姜维最大的一次胜仗，便因为他的果断出击而未能收获应有的效果。
