后，便由霍峻、吕凯留守，自率金龙军团二万大军北上。行至江阳，忽然接到成都求救文书，正要急行军北上，又接到巴郡消息，言曹军由永安攻来，大吃一惊，立即改道向西。
汉中，阳平关，蜀军大营。
曹仁、颜良、曹洪、张合率飞熊军、黑甲军来攻，武街已陷，沮县岌岌可危，偏偏成都求救文书又到，太史慈、张任、王平与众将紧急会商对策。
太史慈道：『阳平险要，倘若有失，危及南郑，汉中难保，则入关中之师将成孤军。此刻敌众我寡，有何退敌良策？』
王平率先道：『江油乃由阴平入成都必经要道，万不可失。某愿领一军前往摩天岭坚守，十日内可保无虞。敌军缺粮，那时必然进退不得，我则援军四集，必可破敌。』
太史慈点头道：『壮哉斯言！需多少人马？』
王平道：『只须五千，日夜赶往，另请严老将军撤阴平人马而至便可。』
张任道：『如今沮县仅有吴兰所率守军三千，坚守甚难，不如将其撤到此地集中防守。』
太史慈道：『此刻城将被围；若可坚守一日，吾立即起行援救，明晚当可救出。此地便有劳洪烈了。』
张任道：『将军放心，任定布置妥当，届时绝不让敌军攻上城墙半步！』
当-下王平引兵五千连夜直奔摩天岭；太史慈引马军五千，带足弓矢，兼程赶往沮县。
却说曹洪率黑甲军在前，一路上都没发现蜀军，于是放松心情，料想蜀军只顾紧守阳平关。这日将近沮县，傍晚时分风却停下，曹洪令诸军下马修息造饭，张合正要劝谏，忽然前后喊声大作，蜀军不知多少杀到，打的都是太史慈旗号，连弩齐发。曹洪忙令众军起身迎敌死战，却折了数千人，心中懊恼，连忙下寨。不料翌日发现，守军早已撤出，气得下令全军追赶。张合苦谏，只是不听，直到次日申时，赶至阳平关前下寨。此时太史慈故意只带精锐几百骑搦战，暗中却布置诸将埋伏行动。
曹洪见太史慈只带数百骑前来，气得喊道：『欺我太甚！』便要出战。张合一劝再劝，曹洪只是不从，命曹军倾巢杀出。太史慈见目的已达，立即使出『一手四箭』本事，加上连弩威力，只射得曹军人仰马翻，上前不得。数百骑便这么徐徐后退，十里后终于箭尽而被追上。曹洪欲率军将其困住，张合只怕有失，急命弓箭手上前团团围住。太史慈此时大笑道：『敢与北海太史慈一战否？』曹洪大怒，挺身便砍；张合只得在一旁掠阵。太史慈毫无惧色，抖擞精神，戟法精纯，毫无破绽。曹洪自恃神勇，全力进攻。
两人激斗数十回合，太史慈大笑道：『痛快！也该是时候了。』身后红旗一招，突然三通响鼓，只见蜀军漫山遍野杀来，原来是张任领赤龙军团，趁太史慈诱敌时，暗中将曹军由外包团；此时信号一起，立即与吴兰、卓鹰、孟达分四路一齐杀出。无心之下，曹军兵士大乱，立刻被切割成无数小块，一一被歼。曹洪与张合死战杀出，奔回大寨，仍立不住，只得领败军退往西南一山，等候曹仁军来援。此时约略清点，只剩五万兵马。
令曹洪和张合料想不到的是，这座山便是赫赫有名的定军山。太史慈等得王平指点汉中地理，了如指掌，见状大喜，便把山的通路围定，虽名定军，却被围得像极了铁笼，打算来个『围点打援』。
曹军困守山上，不二日就缺水。张合道：『不如学丞相拜天求雨，试着挖井求甘泉。』曹洪依计，令全军下跪祝祷求天，然后挖井，但挖了一整天却一滴水也没有，只涌出黑泉，有怪异香味，擦在身上却像醇酒而有凉意，只是怎么也不能饮用。
山下张任远远望见，立即对太史慈道：『当年我于雒城山用火攻，便是用这种山中出产黑油，一点就燃，持续很久。』太史慈大喜，于是下令全军用火攻，须臾间火箭万点射向黑泉，把整座定军山点燃，烧成了火焰山，曹军被活活烧焦者不少。曹洪、张合大骇，只得拼死杀出一条血路，太史慈骑『棕耳』从后迅速追赶上来，张合只得回身挺枪应战。由于气力已虚，『绝命枪法』使得不及平时七成，战到百回合，终被太史慈寻瑕抵隙，一戟刺出，正中右肩落马。两侧蜀军涌上牢牢按住，捆了起来。曹洪则领三万不到的残兵败将，一路退回沮县。