建安十六年(211)正月，汉献帝任命曹公的世子曹丕作五官中郎将，并安置所属官员，让他做副丞相。太原商曜等人据守大陵县反叛，曹公派夏侯渊、徐晃带兵包围大陵，打败了商曜。张鲁占据汉中郡。三月，曹公派钟繇前去征讨，又命令夏侯渊等人从河东郡出兵，与钟繇会合。这时，占据关中的各将都怀疑钟繇要袭击自己，于是，马超与韩遂、杨秋、李堪、成宜等人起兵反叛。曹公派曹仁去征讨。马超等人驻守潼关；曹公告诫众将说：“关西兵勇敢强悍，你们坚守营寨，不得与他们交战。”七月间，曹公西征，与马超的军队隔着潼关对峙。曹公拖住马超的部队，暗中派徐晃、朱灵等将乘天黑渡过蒲阪津，占领黄河以西，安营扎寨。曹公在潼关北面强渡黄河，渡了一半，马超赶来，猛攻曹军船只。校尉丁斐见情况危急，放出大批牛马引诱贼兵，贼兵争抢牛马，队形大乱，曹公才得以渡过黄河，沿河边向南修筑通道。贼兵败退，占据渭口抵抗，曹公便多设疑兵，暗中用船将部队送入渭水，架设浮桥，乘夜分兵在渭水南岸扎营。贼军于夜间偷袭曹营，曹公派伏兵将他们击败。马超等人驻守渭南，派人送信，以割让黄河以西为条件求和，曹公不应。九月，大军渡过渭水，马超等人多次挑战，曹公并不应战；再三请求割地，并让自己的儿子做人质求和，曹公听从贾诩之计，假意先应下来。韩遂请求与曹公会面。曹公与韩遂的父亲同一年被举为孝廉，又与韩遂是平辈，因此两人马靠马在阵前谈了很长时间，不谈军事，只叙朋友旧事，说到高兴处，二人拍手大笑。会见结束后，马超问韩遂：“曹公说了些什么？”韩遂回答：“没说什么。”于是马超等人对他产生了猜疑。过了几天，曹公又给韩遂写了封信，上面故意涂改许多地方，好像是韩遂改的。马超等人更加怀疑。于是曹公与他们约定日期会战，先用轻装部队挑逗敌军，打了很长时间后，派出精锐骑兵夹攻，大败他们，成宜、李堪等都被斩首。韩遂、马超等人逃到凉州，杨秋到安定郡，关中平定了。众将有的问曹公：“开始时，贼兵守卫潼关，渭水以北没有防守之兵，我们不从河东出去攻打冯翊，反而在潼关与敌兵对峙，拖延许久才北渡黄河，这是为何？”曹公回答：“贼兵占据潼关，如果我军进入河东，贼兵必将带兵守住黄河各渡口，我们就不能渡到河西；我故意重兵逼进潼关，贼兵全力来守南边，西河的防备空虚，因此徐晃、朱灵二将才能轻易占领西河。在此之后我带大军北渡黄河，贼兵不敢与我们争夺西河，是因为有他们二将的军队。连结战车，树起栅栏，做通道向南前进，既是创造了敌军不能取胜的条件，同时又向敌人示弱，麻痹他们。渡过渭水后深沟固垒，敌军挑战不应，是为了使敌军骄傲自大；所以贼军不造营垒，只求割地讲和。我顺着他们的意思答应下来，之所以依着他们的意图，是为了使他们自以为平安无事而毫无防备。我军此时蓄精养锐，一旦出击，就有迅雷不及掩耳之势。用兵之道，本来不能墨守成规，只求一种方法。”当初，贼兵每到一支部队，曹公就面露喜色。贼兵被打败以后，众将问他高兴的原因。曹公回答：“关中地域辽阔，如果贼兵各自依险阻抵抗，征伐他们，没有一二年的时间不能平定。如今都聚集于此，虽然人数众多，但都彼此不和，没有统一的主帅。这样，消灭敌人容易成功，我所以高兴。”十月，曹军从长安出发，北征杨秋，包围了安定。杨秋投降，又恢复了他的爵位，让他留下治理所辖之地。十二月，从安定返回，留下夏侯渊驻守长安。
建安十七年(212)正月，曹公回到邺城。汉献帝命令曹公朝拜时赞礼官不必在旁点名唱礼，入朝时可以不像别的大臣那样小步快走，可以穿靴、佩剑，就像西汉丞相萧何那样。马超的余党梁兴等人驻守蓝田县，曹公命令夏侯渊出兵征伐，平定了他们。划割出河内郡的荡阴、朝歌、林虑等县，东郡的卫国、顿丘、东武阳、发干等县，巨鹿郡的睰陶、曲周、南和等县，广平郡的任城县，赵郡的襄国、邯郸、易阳县以扩充魏郡。十月，曹公征讨孙权。
建安十八年(213)正月，曹公进军濡须口，攻破孙权在长江以西的营寨，抓住了孙权的都督公孙阳，然后回师。此时，汉献帝下诏合并十四州，恢复九州的建制。四月，曹公回到邺城。五月初十，汉献帝派御史大夫郗虑拿着皇帝的符节到邺城，策封曹公为魏公，策文说：“因我无德，小时就遭忧患和灾难，被远远地劫持到长安，后又流亡到唐、卫。那时，我四处漂泊，祖宗的祠庙无人祭祀，国无固定疆界；群雄都觊觎皇位，割裂天下，全国的百姓，我无法管治，我汉高祖开创的基业快崩溃了。我早起晚睡，不敢安息，内心痛苦异常，祷告说：‘我的祖宗啊，有才能的先臣们，谁能怜悯我呢？’于是感动了上天，诞生了曹丞相，保护我们皇室平安，在艰难之中把我拯救出来，使我有了依仗。如今要举行授您魏公的典礼，请您敬听我的命令。“先前董卓首乱，使国家蒙难，各地郡守放弃自己的政务，一同解救王室之乱。您督促众人进军，并率先与贼兵交战，可见您对王室的忠诚。后来黄巾军违背天命，发动叛乱，侵占三州，祸乱波及百姓，您又铲除他们，平定东方，这又是您的功劳。韩暹、杨奉二人专权，乱发命令，您讨伐他们，清除他们引起的动乱，又把都城迁到许县，建造京都，重设百官，修建宗庙，恢复先代的规章制度、文物，此举使天地鬼神都得到安宁，这也是您的功劳。袁术称帝造**，虽在淮南横行一时，但也惧怕您的神威。您施展宏谋，在蕲阳战役中，斩首桥蕤，威势不断，继续南行，使袁术丧命，部下崩溃，这又是您的功劳。回师东征，诛杀吕布；班师途中，处死张杨，眭固认罪受死，张绣俯首称臣，这又是您的功劳。袁绍淆乱天纲，举行叛乱，阴谋颠覆国家，倚仗兵多将广，起兵侵凌朝廷，这时，国家兵少力小，普天之众，个个心惊胆寒，无人有坚定的信心，忠于国家的您运用您的神机妙算，亲赴官渡指挥作战，歼灭众多贼兵，把国家从危难中拯救出来，这又是您的功劳。率师渡过黄河，开拓平定四州。
袁谭、高干二人被斩首，众海盗四散逃窜，黑山贼寇投靠朝廷，这又是您的功劳。三郡乌丸，已两代作乱，袁尚依靠他们，盘踞在塞北，您率军翻山越岭，一战消灭他们，这又是您的功劳。刘表背叛朝廷，不再上贡，您率军出发，神威先行，荆州诸郡，望风而降，这又是您的功劳。马超和成宜狼狈为奸，据守黄河、潼关，企图称王称霸，您在渭水南将他们消灭，杀敌数万，安定了边境，与戎狄和好，这又是您的功劳。鲜卑族、丁零族，到京城朝见；..于族、白屋族，俯首称臣，这又是您的功劳。您有平定天下的大功，您用德行教化民众，使天下秩序井然，宣传改善风俗，不断向百姓施以教导，小心谨慎地施以刑罚，使官吏们不施行苛政，百姓没有狡诈之心；您极其尊崇皇帝的亲族，使没有后人的能被继承下来，对于以前德高功大之人，无不发给合理的俸禄；即使像伊尹那样德高及于皇天，周公那样光照四海的贤人，与您相比，也显得逊色多了。“我听说先代的帝王分封大德之人，要赏赐给他土地，分给他百姓。之所以这样做，是为了让他保卫王室辅佐君王。在周成王时，管叔和蔡叔作乱，他们被平定后，成王顾念有功之臣，使派邵康公赐给齐国姜太公所辖的土地：东到大海、西到黄河、南到穆陵关、北到无棣边境，各种王侯、九州长官有罪，都可以征讨，世代担任太师，以彰其功绩；到了周襄王时，也有楚国人不称臣、不献贡，又命晋文王为诸侯的盟主，赏赐给他两辆辂车、勇士、铁钺、美酒和弓箭，开垦南阳的大片土地封给他，让其世代担任诸侯盟主。所以周王室不灭，完全依靠齐国和晋国。如今您功德显赫，您的功劳比伊尹、周公还高，但赏赐比齐太公、晋文公少，我感到很惭愧。我以此渺小之身，居在亿万百姓之上，常常忧虑执政的艰难，如临深渊，如履薄冰，如果没有您的辅助，我定不能胜任。
现在把冀州的河东、河西、魏郡、赵国、中山、常山、巨鹿、安平、甘陵、平原共十个郡县都赏给您，封您为魏公。赐给您用白茅草包的黑土，您可以去烧龟占卜，修建魏国的宗庙社稷。从前在周朝时，毕公、毛公都曾入朝作公卿，周公、邵公不但在朝中作太师、太保，也在外作一方之伯。内外兼职，对于您是非常合适的，您仍以丞相的身份兼任冀州牧。另赐给您九锡，您敬听我的命令。因为您制定礼制法律，给百姓规定行为规范，使他们安分守纪，没有人怀有二心。所以赐给您金辂车、战车各一辆，黑红色的公马八匹。因您教导百姓们有无相济、崇本务农，使农民努力耕织，积蓄了大量的粮食和布帛，国业兴旺发达，所以赏给您绣龙的礼服和礼帽，配上一双红色的鞋子。因您推崇谦虚礼让的美德，使百姓们效仿实行，老少之间互相礼让，上下之间彼此和睦，所以赏给您三面悬挂的乐器，用六队三十六人的舞蹈。因您以教令感化百姓，远达四方，使边远不发达民族都洗心革面，中原地区更加充实富有，所以赐给您红门的房子。因您研究先王的智慧，思考连尧帝都为难的事情，选择官员只看其有无才德，凡优秀人才一定被举荐，所以赐给您上殿登阶的权力。因您执掌国家大权，为政庄严，不偏不倚，即使有一丝一点的恶行，也要加以斥责和黜退，所以赐给您三百名勇士。因您小心谨慎的督察刑罚，公布揭露那些罪犯，凡触犯国家法律的，没有不被惩处的，所以赐给您铁、钺各一件。
因您高瞻远瞩，旁观八方，征讨乱臣贼子，扞卫四海平安，所以赐给您红色的弓一张，红色的箭一百支，黑色的弓十张，黑色的箭一千支。因您以温良恭俭为根本，以孝顺双亲、友爱兄弟为美德，聪明、守信、笃实、忠诚，感动了我的心，所以赏给你美酒一卣，还配玉制的钩子一把。魏国可以设置丞相以下的百官，都像西汉初年各诸侯王的建制一样。望您到魏国后，恭敬地服从我的命令，选拔、安抚您的部下，随时明察政事，完成您的伟大功德，弘扬汉高祖宏伟的事业！”这年七月，开始修建魏国的社稷和宗庙。
汉献帝聘娶了曹公的三个女儿，封他们为贵人，其中年纪最小的暂时留在魏国，等长大后再进宫。九月，曹公修筑金虎台，开凿渠道，把漳河水引入白沟，流入黄河。十月，把魏郡分为东西两部分，设置都尉。十一月，魏国开始设置尚书、侍中、六卿等官职。马超在汉阳郡，又依靠羌人和其他少数民族作乱，氐王千万，也叛变响应马超，他们驻守在兴国。曹公命夏侯渊讨伐他们。
建安十九年(214)正月，曹公开始亲耕籍田。南安郡赵衢、汉阳郡尹奉等人率兵讨伐马超，杀了他的家小，马超逃往汉中。韩遂迁移到金城，进入氐王千万的部落里，率领羌族一万多骑兵与夏侯渊交战，被夏侯渊打得大败，韩遂逃往西平郡。夏侯渊与众将一同进攻兴国，屠戮金城。撤销了安东、永阳两郡。安定郡新任太守毋丘兴要赴任，曹公告诫他说：“羌族想与中国往来，自会派人前来，注意千万别派人前去。好人难得，坏人一定会教唆羌族求得非分之物，以便自己从中渔利，要是答应了，于国不利。”毋丘兴上任后，派校尉到羌人那里，范陵果然唆使羌人，请求自己作属国校尉。曹公说：“我预知事情一定会这样，这不是因为我是先知的圣人，只是经历的事情多罢了。”三月，汉献帝把魏公的地位迁升到诸侯王之上，改授给他金印章、红色绶带和远游冠(三者皆东汉诸王之制)。七月，曹公征讨孙权。当初，陇西郡宋建自称河首平汉王，在木包罕聚众为乱，改年号，设百官，已有三十多年了。曹公派夏侯渊从兴国发兵征讨他。这年十月，攻占木包罕县城，杀死宋建，凉州被平定。曹公从合肥回到邺城。十一月，汉献帝皇后伏氏因从前给她做屯骑校尉的父亲伏完的一封信而犯罪，信上说献帝因董承被杀而怨恨曹公，言辞十分恶毒，被发觉后，伏氏被取消皇后称号，处以死刑，她的兄弟也一同被诛杀。十二月，曹公到达孟津。汉献帝命曹公出行时设置和皇帝一样的先驱骑兵，宫殿中摆设刻着猛兽的钟磬大架。十二月十九日，曹公下令说：“有德之士，未必能够上进；上进之士，未必都能有德。陈平难道有德吗？苏秦难道守信吗？但陈平奠定了汉朝的基业，苏秦却辅佐弱小的燕国渡过难关。由此而论，才智之士即使有缺点，难道就不能重用吗？各级官府要仔细考虑，弄清这一点，那么，有才能的人就不致被遗漏，不致不被提拔。”又说：“刑罚，有关百姓的生命，如果军队中主管刑狱的官员有不称职的，却把三军将士生死之大权委任给他，我非常害怕。应该选用通晓法律的人，让他主持刑罚。”因此又设理曹掾属之职。
建安二十年(215)正月，汉献帝把曹公的二女儿立为皇后。撤销云中、定襄、五原、朔方四郡，各郡设一县治，合并四县为新兴郡。三月，曹公西征张鲁，抵达陈仓县，准备从武都郡进入氐族部落；氐族人挡住道路，曹公派张..、朱灵等人进攻并击败他们。四月，曹公从陈仓出发，经大散关，到达河池县。氐王窦茂带领手下一万多人，倚仗险要地势，并不服从，五月，曹公向他们发动进攻，将他们全部诛杀。西平、金城将领麴演、蒋石等人一起杀了韩遂，把他的首级献给曹公。七月，曹公到达阳平。张鲁让他的弟弟张卫和部将杨昂占据阳平关，沿山腰修筑十多里长的城墙，曹军难以攻克，便撤军而走。贼兵见曹公领兵退走，便解除了这里的防备。曹公暗中派解忄剽、高祚等人冒险乘夜偷袭，把敌军打得大败，杀了杨任，又攻打张卫，张卫等人连夜逃走。张鲁溃不成军，逃往巴中。曹公大军进入南郑县，张鲁府库中的珍宝全被缴获。巴郡、汉中郡全部投降。把汉宁郡的名称恢复为汉中郡；划出汉中郡的安阳、西城新设西城郡，设太守；分设锡郡、上庸郡，设置都尉。八月，孙权围攻合肥，被张辽、李典击败。九月，巴郡的七姓夷王朴胡、宗贝邑侯杜..率巴地夷人和宗贝民前来归附，于是把巴郡分为东西两部分，让朴胡作巴东太守，杜砆作巴西太守，都封为列侯。汉献帝命令曹公依天子之意，分封任命诸侯、太守、国相。十月，开始设置直到五大夫的各种爵位，与以前的列侯、关内侯加在一起共六等，用来封赏有战功的人。十一月，张鲁从巴中率残部来降。曹公封张鲁及其五个儿子为列侯。刘备袭击刘璋，夺取益州，占领巴中；曹公派张合前去征讨。十二月，曹公自南郑返回，留下夏侯渊驻守汉中。
建安二十一年(216)二月，曹公回到邺城。三月初三，他亲自到籍田中耕种。五月，汉献帝加封曹公为魏王。代郡乌丸代理单于普富卢和部下的侯王来朝见汉献帝。献帝封魏王的女儿为公主，并赐给她汤沐为食邑地。七月，匈奴南单于呼厨泉率领他的名王来朝贺，魏王用客礼款待他们，并留他们住在魏国，让右贤王去卑监管他们的国家。八月份，魏王任命大理钟繇作魏国国相。十月，魏王训练军队，然后征伐孙权，十一月到了谯县。
建安二十二年(217)正月，魏王驻军居巢，二月进军，驻扎在江西郝溪。孙权在濡须口修筑城墙抵抗，魏王率军猛攻，孙权败退。二月，魏王带兵返回，留下夏侯惇、曹仁、张辽等人驻守居巢。四月，汉献帝命令魏王使用皇帝专用的旌旗，出入时和皇帝一样加强警戒，清理道上行人。五月，建造学宫。六月，魏王任命军师华歆作魏国的御史大夫。十月，汉献帝命令魏王冠冕上用只有皇帝才能用的十二根玉串，乘坐特制的金根车，套着六匹马，配着五彩从车———五时副车；同时，献帝还任命五官中郎将曹丕为魏王的太子。
刘备派张飞、马超、吴兰等人驻守下辩；魏王令曹洪迎击。
建安二十三年(218)正月，汉朝太医令吉平与少府耿纪、司直韦晃等密谋反叛，偷袭许都，火烧丞相长史王必的兵营，王必和颍川典农中郎将严匡带兵讨伐，将他们全部斩首。曹洪击败吴兰，杀了他的部将任夔等人。三月，张飞、马超逃往汉中，阴平道氐族人强端杀了吴兰，将他的首级献上。四月，代郡、上谷乌丸族无臣氐等人反叛，魏王派鄢陵侯曹彰领兵征讨，击败他们。六月，魏王下令说：“古代丧葬，一定要用贫瘠的土地。如今我把西门豹祠以西的高原地带划为墓地，就照原来的地基的高度，不再培土加高，也不种树。《周礼》上说由冢人掌管国家墓地，所有的诸侯葬在王墓左右靠前的地方，卿大夫葬在后面，汉朝的制度称之为陪葬。凡是公卿大臣和众将有功之人，都应在寿陵陪葬，要扩大墓地的范围，让它足能容下众人。”七月，魏王操练士兵，然后西征刘备，九月，到了长安。十月，宛城守将侯音等人反叛，擒获南阳太守，抢劫官吏和百姓，据守宛城。当初，曹仁征讨关羽，驻扎在樊城，当月派曹仁包围了宛城。
建安二十四年(219)正月，曹仁破城，侯音被斩首。夏侯渊与刘备在阳平开战，被刘备斩首。三月，魏王从长安出兵经过斜谷，派出先头部队扼守险要之处向汉中进军。刘备倚仗险要地势顽抗。五月，魏王回师长安。七月，魏王的夫人卞氏被立为王后。魏王派于禁协助曹仁攻打关羽。八月，汉水泛滥，淹灌了于禁的军队，全军覆没后，于禁被活捉，关羽乘机包围了曹仁。魏王派徐晃去救援。九月，魏相国钟繇因为西曹掾魏讽谋反而被解职。十月，大军回师洛阳。孙权派使者来送信，希望征讨关羽以示自己的忠心。魏王从洛阳发兵南征关羽，大军还未到，徐晃向关羽进攻，并将他打败，关羽逃走，曹仁被解围。魏王在摩陂驻下。
建安二十五年(220)正月，魏王到洛阳。孙权打败关羽并将他斩首，献上了他的首级。正月二十三日，魏王在洛阳去世，终年六十六岁。临终时说：“天下还未安定，不能遵循古代的旧制。下葬以后，即便除去丧服。凡是带兵在外戍守的将领，都不准离开驻守之地。官吏们要各尽其职。装殓用当时所穿的衣服，不要放金银珠宝作陪葬。”魏王谥号为“武王”。二月二十一日，安葬在高陵。
评曰：东汉末年，天下大乱，群雄四起，袁绍虎视四州，兵强地广，无人能敌。太祖运筹帷幄，高瞻远瞩，东征西讨，足迹遍九州，运用申不害、商鞅的治国之方，兼采韩信、白起的奇谋妙策，视才授官，克制自己的感情，不计私怨，最终能够总揽朝政大权，完成建国大业，是因为他的聪明才智超出常人的缘故。他也真可以称得上是一个非凡的人物，超绝一世的豪杰吧！