刘备袭取益州后，开始觊觎有西川锁匙之称的战略要地汉中，曹操得知后大为惊惧，不欲刘备染指汉中进而威胁关中，因此亲率大军南下攻打汉中，意欲切断刘备出川的通道。

汉献帝建安二十年（215）三月，曹操亲率大军攻伐汉中张鲁，在武都遭氐族武装阻击，曹操遣大将张郃、朱灵将其击溃。四月，曹操率军经陈仓出散关至河池，氐王窦茂率众万余据险坚守，阻抗曹操，拒不投降。五月，曹操督军攻破窦茂险寨，并大开杀戒，将万余氐人悉数歼灭。逃至金城的关西叛将韩遂被部下杀死，将其首级献给曹操。

当年七月，曹军突破羌、氐武装的重重阻击，进抵阳平关。阳平关地势险峻，易守难攻，是关中通往汉中盆地的门户、枢纽，地理位置异常险要。

曹操率大军来攻，自称汉中王的张鲁思忖无力抵敌，想就此投降算了，其弟张卫却不同意。张卫认为，若降曹操便只能俯首称臣，不降曹操则能做一方霸主，况且我方占据天时地利，如今尚未交战，孰胜孰败很难预料，仅仅因惧怕曹操的声势就不战而降，并非明智的选择。张卫建议张鲁，不如依托天险阳平关固守，恃险阻抗，抵挡曹军的进攻，曹军远道而来，时间一长，将士疲惫，粮草不济，必然自行退去。

曹军大兵压境，张鲁大为惊恐，心中乱了方寸，是战是降他亦无主见，但他听弟弟说得似乎有些道理，就同意了张卫的意见。随后，张鲁遣张卫及部将杨昂率军进驻阳平关。张卫入关后，仔细勘察了地理地貌，决定构筑城墙以加强防御，他督率军士沿着山势夯筑了长达十余里的城墙，分别派兵据守，静待曹军的到来。

曹操统大军抵达阳平关下时，特地走马观察敌情，只见四周皆为茫茫群山，地势陡峭，险峻异常，而敌军沿山势构筑的城墙非常坚固，很显然是易守难攻之地。戎马一生的曹操深知，阳平关乃极险要之处，若发起强攻，军队伤亡必然十分惨重，但大军长途跋涉至此，犹如箭在弦上，不得不发。他在关前扎下营盘，命大军稍作休整，自己和幕僚们整日苦思破敌之策，却无计可施。大军远征，耗费巨大，现实已经容不得曹操再犹豫下去了。耽搁几日后，曹操决定放手一搏，督军攻关，这也是他唯一的可选之法了。

曹操一声令下，披坚执锐的曹军将士接踵向阳平关及四周山上冲锋，但是山势险峻，荆棘满布，难以攀登，而且张卫督率守军张弓搭箭，轮番俯射，滚木擂石倾泻而下，不断有曹军士卒被密如飞蝗的箭矢击中或被滚石砸得肝脑涂地，关前、山脚下竟成了埋葬曹军的坟场。

曹操无路可退，只得硬起心肠督军发起一波波冲击，每一波都有数千将士死命仰攻，大多数均遭守军歼灭，每次仅有不到百人能抵近城墙下，但都已筋疲力竭，有的还浑身带伤，很快就被守军一一剿灭。曹操见硬攻不行，便改变策略，先出动小股疑兵手持盾牌从正面发起佯攻，以吸引敌军注意力，而攻坚主力则趁敌分神之机，从侧背发起冲锋，但这伎俩很快被张卫麾下的守军发现，旋即报以一阵猛烈的滚石、箭雨，迅速将进攻中的曹军摧垮。

曹操亲冒矢石在阳平关下指挥大军猛攻数日，却久攻不克，而己方损失却很重，至少有一两万曹军将士在一次次冲锋时丢了性命，关下遗尸累累，污血横流，境况惨不忍睹。因曹军士兵死伤极多，减员严重，且军粮也快耗尽了，曹操忧心如焚，心情十分沮丧，他望着坚如磐石的阳平险关徒唤奈何，一筹莫张。

而张卫在关上俯视着因久战不利而状态萎靡、呈现颓势的曹军，心中一阵狂喜。而在汉中的张鲁听说弟弟屡屡击溃曹军，阳平关屹立不倒，也很欣慰，幸好采纳了张卫的建议恃险固守，曹操连小小的阳平关都攻不下来，还损兵折将，数万大军在阳平山下进退维谷，看来他不过是只外强中干的“纸老虎”，实力不过如此。

张鲁、张卫高兴的有点太早，几天后，曹操居然奇迹般地恢复了元气，并一举攻破阳平关，终于啃下了这块难啃的硬骨头。阳平关一破，失去屏障的汉中南郑便岌岌可危了。

关于曹操在蒙受巨大损失后是如何重整旗鼓并神奇地攻下天险阳平关的，史料有两个完全不同的记载。

据《三国志》记载，曹操久攻阳平关而不克，部下死伤颇重，粮草即将耗尽，便率军后撤，张卫见曹军大举回撤，以为警报消除，便将大部分守军撤走，调往汉中协防。而曹操用的是“调虎离山”之计。他见阳平关上大批守军撤防，便悄悄派遣解剽、高祚等将领带人利用险要地势在黑夜里发动突袭，大破守军，斩杀张鲁部将杨任，随后趁势进攻张卫，张卫猝不及防，率残兵利用夜色逃跑。

《资治通鉴》的记载却有些神乎其神，说曹操攻打阳平关受挫，将士伤亡惨重，不得不怏怏收兵后撤，一批已经攻至半山腰的曹军士兵接令返回，谁知撤回时因天黑迷路误入张卫麾下守军的军营中，守军正因击退曹军获胜而兴奋不已，突然见一队全副武装的曹军闯入自己的营寨中，以为神兵天降，黑暗中又看不清曹军有多少人马攻了进来，惊慌失措间一哄而散。误闯敌营的曹军将士竟歪打正着，不费吹灰之力便扭转了不利战局......

正随军后撤的许褚等人听到上面传来的喧哗声，开始还不敢相信，待查清后兴奋地向曹操报告。曹操正为大军远征却无功而返而黯然神伤，突然听到这一好消息，欣喜若狂，立刻命大军调转马头，后队变前队，重新杀向阳平关，张卫等人本来就不明虚实，所部又受到惊吓，忽见曹操大军卷甲而来，将士皆无心恋战，张卫只得弃关而逃。

不管那个记载是历史事实，反正曹操因偶发事件幸运地夺取了阳平关，曹军意外地转败为胜，总之是曹操获胜了，尽管他为之付出了惨痛的代价。曹军攻破阳平险关后，张卫率部溃逃，无险可守的汉中似乎已唾手可得。

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