曹昂见天水、西凉俱失，与洛阳通道又为关羽部截断，长安形势不容乐观，召城中诸将商议。司马懿曰：“今诸葛亮平定西凉，必取安定。钟会部五万兵马驻守安定，非诸葛亮之敌。诸葛亮攻下安定，与关羽、姜维两军呈合击之势，长安危矣。观三军兵势，以姜维部最弱。长安守兵十一万，可与姜维敌也。可命使赴洛阳，让洛阳兵攻打弘农，使关羽军不得出。吾率军八万攻击姜维，姜维部兼辖三郡防务，兵力分散，吾军力战，可胜之。诸葛亮见汉中势危，必分军救之，安定之危可解也。”
曹昂使人赴洛阳，请曹丕出兵攻打弘农，牵制关羽部。随与夏侯渊、司马懿分派兵马，命钟会、贾诩、王睿、吕虏、夏侯懋率军五万守安定；曹昂、夏侯渊、夏侯霸、朱隽、司马孚、韩遂率军五万守长安；司马懿、王双、李典、于禁、司马师、司马昭率军六万攻打汉中。
因吴城之失，金旋使诸路军分兵驻防邻近内郡。汉中临下弁、上庸两郡，姜维使王平统兵两万驻守下弁，张嶷统兵两万驻守上庸，自率魏延、谭雄、李严九万大军驻守汉中。
长安赴汉中路上有一关隘，为两郡必经之地，名曰散关，防务简陋，比营寨略强。姜维因下弁、上庸两郡防守空虚，惧司马懿多谋，绕汉中攻击两郡。使李严、谭雄率领四万兵马驻守汉中，与魏延引五万精兵往守散关，迎击司马懿部。
司马懿统兵来到，两军对阵。魏延、姜维皆勇冠三军，曹将李典、于禁、王双出战皆败。司马懿见不能胜，率军于关外扎寨。
时司马懿训得铁盾兵，使军士两人配对，一持盾、短匕，一持长枪。其盾大于常盾数倍，作防守用。作战时前人持盾护两兵身躯，后人窥隙挥枪直击。其盾作战不利时又能相互相接，如城垛状，能挡敌军强弓。时此军已训成一万，随军征战。
次日，司马懿率军挑战，姜维使魏延掠阵，自出迎战。两军混战，司马懿率军回撤，至铁盾兵阵之处，率军入阵，铁盾兵合拢。姜维率领本部兵追到，见铁盾兵环成一圆圈，司马懿部尽在圆圈之内。姜维让弓兵射击，触盾既落。命步兵冲击，离阵远时，曹军弓兵发箭，伤兵甚众。姜维又使朴刀兵持盾攻击，冲击敌阵，然而铁盾相连，极其坚固，盾后长枪兵乘隙而击，朴刀兵刀短，正为长枪所克。姜维见敌阵难破，鸣金收兵。司马懿见姜维部回军，率领大军杀上，姜维部大败，折兵五千余。又交阵几次，司马懿以铁盾兵连胜。
姜维苦思无计，使人绘铁盾兵图式报诸葛亮，自与魏延率兵坚守。司马懿铁盾兵防守严密，然进攻则非所长，攻散关不下。
诸葛亮见得图式，悟其原理，以弓兵击所远，以长枪击所近，以铁盾防敌攻势，极尽兵阵所长，深服司马懿所学。又见铁盾中有铁孔数个，乃盾兵窥敌之孔，盾与盾相连之际皆活结，以巧力举盾即可破其连接。思得破解之策，写书使人送于姜维。
姜维见书大喜，命人也铸铁盾，训成盾兵五百，又训飞刀兵数千，仿铁盾圆孔大小制造木塞若干，又使军士多觅石灰、毒汁等。诸项准备完毕，姜维、魏延率领重兵出战。司马懿故伎重施。姜维使盾兵掩护飞刀兵上前，盾兵将盾举往侧上方，挡住长枪兵攻击。曹军长枪兵攻击，就使飞刀兵敌之，伤长枪兵无数。飞刀军又以木塞堵住圆孔，挡住曹军盾兵视线。曹兵眼不能见敌，防守之力立下，候曹兵以短刃去木塞，则使石灰、毒汁泼入，伤曹兵眼部，又使军士在曹兵混战之时，合力将盾上举，盾阵立解。飞刀兵乃长枪兵克星，曹兵阵乱。姜维、魏延率军杀入，曹兵大败，尽遗铁盾而退。
司马懿败得一阵，整兵再战。姜维已将铁盾为己用，略改用法，使一人持盾，将小孔加大，加一活门，敌来攻时将活门关下，使铁盾无隙可击。又命强驽兵、飞刀兵、长枪兵分三层次攻击敌军远、中、近之兵，每百人设指挥一个，令一盾兵护卫，居高处观察敌势，指挥铁盾兵行动。
散关城防薄弱，得铁盾相助，竟然固若金汤。司马懿见自己精心所炼盾兵，竟为敌方所用，怒不可遏。率兵攻击几次，悉为姜维所败，见汉中之行就此完结，心有不甘。然西进之路，除此莫有别路，惶恐无计，归去又恐诸将耻笑。遂屯兵于此，以待战机。
时长安曹丕接曹昂之书，忙命邓艾、文钦、邓忠、文鸯率十二万大军攻击弘农，又向曹操要来三万援军防守洛阳。前关羽十七万大军，因陆逊部十二万兵马分防宛城、汝南，兵力单薄，金旋使关羽部分出廖化、高顺率军四万前往协守，又使关索率两万兵马驻守新野，弘农驻军尚有十一万。
邓艾率领大军至，与关羽部相战。文钦子文鸯极勇，连败周仓、关平，张飞见状大怒，请命出战，关羽许之。关羽知张飞性情暴躁，容易受激，与徐庶带兵五万为张飞观敌掠阵。张飞出阵，文鸯迎之，两将大战上百合，文鸯见张飞难斗，回马诈败，欲以回马枪攻击。张飞性情虽暴，然粗中有细，非无谋之徒，见文鸯无败像而回，知其有诈，不追，取弓射之。文鸯听军士喊叫，急躲闪时，已是不及，被射中右臂，受伤败回。
金旋时在徐州，听弘农战事又起，知道弘农为战略重地，使庞德率军三万守下邳，杨秋率军两万守都阳，自率军十万守徐州；命周瑜部程普率军二万守寿春，余部驻守汝南；陆逊部黄祖率军两万守新野，余军驻守宛城。使关羽部尽归弘农。未有几日，关索、廖化、高顺等将交接完毕，率部下大军赶赴弘农，与关羽部会合。
邓艾见关索等将引军归，弘农兵力顿众，关羽、张飞英勇，又有徐庶为谋，知不能胜，率军返回洛阳。曹昂见洛阳军退，弘农关羽军众，恐怕长安有失，命人使司马懿部返回。