起初，枹罕人宋建趁着凉州大乱，自封为河首平汉王，在当地割据一方，为祸多年。曹操派遣夏侯渊率领诸将前去讨伐宋建。夏侯渊抵达枹罕后，迅速对其展开包围。经过一个多月的艰苦作战，夏侯渊终于攻克枹罕，斩杀了宋建以及他所设置的丞相以下的各级官员。夏侯渊还另外派遣张合等人平定河关，然后渡过黄河，进入小湟中。在夏侯渊的军事威慑下，河西的各个羌人部落纷纷投降，陇右地区得以平定。曹操得知夏侯渊的赫赫战功后，下令称赞道：“宋建在凉州叛乱长达三十多年，夏侯渊却能一举将其消灭，他在关右地区如猛虎般英勇作战，所到之处无人能挡。孔子曾说：‘我不如你啊。’”建安二十一年，曹操为表彰夏侯渊的功绩，给他增加封邑三百户，加上之前的封邑，共计八百户。之后，夏侯渊又率军攻打武都的氐羌，在下辩地区收缴了氐人的谷物十多万斛。
曹操西征张鲁时，夏侯渊率领凉州的各位将领、王侯以下的官员，与曹操在休亭会师。曹操每次会见羌、胡等少数民族首领时，都会特意让夏侯渊陪同，以此来威慑这些少数民族。等到张鲁投降，汉中平定后，曹操任命夏侯渊为行都护将军，督率张合、徐晃等人平定巴郡。曹操返回邺城后，留下夏侯渊镇守汉中，并正式任命他为征西将军。
建安二十三年，刘备的军队进驻阳平关，夏侯渊率领诸将前往抵御，双方在此地相持了数年之久。建安二十四年正月的一个夜晚，刘备的军队趁着夜色，烧毁了曹军的营寨鹿角。夏侯渊得知后，派遣张合守护东围，自己则亲自率领轻装部队守护南围。刘备见状，派出军队向张合挑战，张合的军队在战斗中陷入不利局面。夏侯渊为了支援张合，分出自己一半的兵力前去救援，却不料被刘备的军队趁机偷袭。在这场突如其来的袭击中，夏侯渊不幸战死沙场。他去世后，被追谥为愍侯。
夏侯渊虽然多次在战场上取得胜利，但曹操常常告诫他：“身为将领，应当懂得在适当的时候示弱，不可一味地依靠勇猛。将领固然要以勇敢为根本，但更要运用智谋；如果只知道逞匹夫之勇，那就只能与一个普通的敌人对抗罢了。”
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