曹操勃然大怒，下令要与刘备决一死战，随后刘备派人送上战表，让曹操沐浴净首，决一死战。双方经过激烈的战斗，都没有分出胜负。刘备派赵云偷袭曹操大本营，此时，曹军军营中已无大将可用，都被派往战场，曹操旧疾复发昏倒，司马懿自作主张，下令撤退，返回许昌。此次战役刘备大获全胜。
此次战役并非曹操不强，而是曹操后勤出现问题，曹操运用了大量的民夫，运送粮草，还使几十万军民迁徙，造成粮草不济。曹军大败，并引发了各地百姓起义。
而刘备广施仁义，得到百姓拥戴。所谓得到多助，失道寡助。汉中的8万百姓外，数十万人口和土地，全部被刘备获得，可以说，刘备几乎获得汉中之战的完胜。
