十月，曹操又命夏侯渊率张郃、张既等讨伐在枹罕称王置官为乱三十余年的陇西人宋建，夏侯渊遂自兴国出兵，迅速进军并围攻枹罕，以弱势兵力仅一月余，就大破拥有数万彪悍兵马、几度为朝廷讨伐而未果的宋建，自宋建起如丞相等所置官员一概斩首。

此外，夏侯渊又派张郃等人率兵平定河关，渡河深入小湟中，河西诸羌部全部投降，自此，长期为祸的陇右被平定。回军时，以韩遂所聚羌、胡数万兵有威胁，夏侯渊遂命与韩遂不合而投靠曹军的韩遂婿阎行断后。而夏侯渊因此大功，为曹操褒奖，称其一举剿灭为乱三十余年的宋建，如同老虎那样横行关右，所向无敌，引用孔子之言“吾与尔不如也”而自叹不如。

建安二十年(215年)三月，曹操西征张鲁，夏侯渊率驻凉州诸将及羌、胡诸王与曹操会师休亭。而曹操每次会见羌、胡的首领，都命夏侯渊陪同出席以威慑诸羌、胡王。七月，张鲁败走，汉中平定。以夏侯渊行都护将军职，都督张郃、徐晃等平定巴郡。十二月，曹操自南郑回，留夏侯渊守备汉中。

建安二十一年(216年)二月，曹操回邺城，拜夏侯渊为征西将军，镇守汉中。并增封食邑三百户，加之前所封共八百户。之后，夏侯渊回军攻打武都、下辩等地的氐羌部落，收氐部谷梁十余万斛。

夏侯渊战死定军

建安二十三年(218年)，刘备进军至阳平关，夏侯渊率张郃、徐晃等将与其相拒，以徐晃破陈式、张郃驻广石，刘备攻而不克，双方相持至第二年。

建安二十四年(219年)正月，刘备自阳平渡过沔水，驻于定军山，夏侯渊率军相争。刘备率精锐万余人，分十部夜袭张郃，张郃率亲卫奋战反击，刘备不能克，夏侯渊派张郃守备鹿角东部，自率精锐守备鹿角南部，刘备于是全力猛攻张郃，张郃不敌，夏侯渊遂分军一半往救张郃，于是刘备又在走马谷采用烧围角之策，趁夏侯渊前去救火、修补鹿角之时，派讨虏将军黄忠居高临下突袭渊军，夏侯渊遂战死。谥曰愍。

夏侯渊作战勇猛，与其兄夏侯惇一样性格刚烈，但对于使用计谋比较忽视。曹操也常告诫他：“为将当有怯弱时，不可但恃勇也。将当以勇为本，行之以智计;但知任勇，一匹夫敌耳”，但最后还是战死。

正始四年(243年)七月，曹芳诏祀夏侯渊等已故旧臣于太祖曹操宗庙。