很快，陈策的势力便被彻底平定，庐江地界恢复了安宁。
经此一役，曹操对刘晔更加器重，认为他是真正的奇才。
班师回朝后，曹操立刻征辟刘晔为司空仓曹掾，不久后又将其转为主簿，随后又升任行军长史兼领军，让他跟随在自己身边，成为了自己的亲信智囊之一。
建安二十年，曹操率领大军，亲征汉中张鲁。
汉中地处益州北部，战略位置极为重要，是益州的门户，张鲁在汉中割据三十余年，依靠五斗米道聚集了大量的信徒，手下有数万兵马，凭借着汉中险要的地势，自成一方势力，始终不肯臣服于曹操。
此次亲征汉中，曹操志在必得，刘晔作为曹操的亲信智囊，自然随军出征，为其出谋划策。
大军一路西进，来到汉中地界，可眼前的景象，却让曹操犯了难。
汉中山路险峻，道路崎岖，大军行进困难，而且由于路途遥远，粮草运输不畅，军粮十分匮乏。
张鲁得知曹操大军前来，也早有准备，他派遣自己的弟弟张卫，率领数万兵马，在褒斜南口的阳平关，建起了一座十余里的城池，坚守不出，对抗曹操。
阳平关地势险要，易守难攻，曹操率领大军多次进攻，都损失惨重，始终无法攻克。
眼看大军久攻不下，粮草又即将耗尽，士兵们疲惫不堪，曹操心中十分焦躁，萌生了撤军的念头。
他对身边的部下说：“汉中不过是个妖妄之国，得其地不足为喜，失之地不足为惜。如今我军粮草匮乏，难以久战，不如速速撤军，另作打算。”
于是，曹操下令，自己率领主力先行撤退，让刘晔都督后军军事，率领剩余的军队，依次撤出汉中。
接到命令的刘晔，却并没有立刻执行，他站在汉中的群山之间，看着阳平关的方向，心中反复思索着当前的局势。
他认为，张鲁虽然坚守阳平关，但此时已经是强弩之末，曹军虽然久攻不下，损失惨重，但张鲁的军队也同样疲惫，只要再坚持一下，全力进攻，必定能攻克阳平关，平定汉中。
更何况，如今粮道不畅，若是仓促撤军，大军在崎岖的山路上行进，必定会遭遇危险，甚至可能无法全身而退。
想到这里，刘晔当机立断，立刻快马加鞭，追上曹操，急切地对他说：“明公，万万不可撤军！张鲁如今已是势穷力竭，阳平关看似坚固，实则已是强弩之末，只要我军全力进攻，必定能将其攻克。若是此时撤军，粮道不继，大军在山中行进，必遭不测，不如继续进攻，定能平定汉中！”
曹操听了刘晔的话，心中也开始动摇。
他知道，刘晔的战略眼光极为精准，既然他说能攻克汉中，必定有他的道理。于是，曹操打消了撤军的念头，听从了刘晔的建议，率领大军折返，再次对阳平关发起了猛攻。
这一次，曹操采纳了刘晔的计策，不再强行攻城，而是派遣大军，利用弓弩，对着张卫的营地进行轮番射击，压制敌军的火力。
张卫的军队本就疲惫不堪，面对曹军的弓弩齐发，根本无法抵挡，军心大乱，纷纷溃散。
张卫见大势已去，只能率领残部弃关而逃。
阳平关一破，汉中的门户大开，曹操大军长驱直入，张鲁见无力抵抗，只能率领部下逃走，汉中就此被曹操平定。
平定汉中，对于曹操来说，是一件意义重大的事，汉中的平定，不仅扩大了曹魏的疆域，更占据了益州的门户，对蜀汉形成了巨大的战略威胁。
此时的刘备，刚刚夺取益州不久，根基未稳，得知曹操平定汉中的消息后，蜀地上下人心惶惶，百姓惊恐不安，就连益州的官员，也都人心浮动，不知所措。
这正是曹操进攻益州，一举消灭刘备的最佳时机。
刘晔敏锐地察觉到了这一点，他立刻向曹操进言，力劝曹操趁势进攻蜀地，一举平定益州。
刘晔对曹操说：“明公以五千步卒，起兵讨伐董卓，北破袁绍，南征刘表，如今九州百郡，十并其八，威震天下，势慑海外。如今一举平定汉中，蜀人望风破胆，人心惶惶，此乃天亡刘备之时。”
他接着分析道：“刘备虽是人杰，却有一个致命的缺点，就是做事有度而迟缓。他刚刚夺取蜀地不久，根基未稳，蜀地的百姓还没有真正归顺他。
如今我军平定汉中，蜀人震恐，其势自倾，以明公的神明，趁着蜀地人心浮动之际，率军进攻，必定能势如破竹，蜀地可传檄而定。”
“若是此时错失良机，稍作迟缓，诸葛亮明于治政，必将成为蜀汉的丞相，稳定蜀地的人心；关羽、张飞勇冠三军，必将成为蜀汉的大将，据守益州的险要之地。等到蜀民既定，据险守要，到时候再想进攻益州，就难如登天了。今日不取蜀地，必为日后的大患！”
刘晔的这番话，分析得入木三分，切中了刘备此时的致命弱点，也为曹操规划了一条平定天下的捷径。
此时的曹操，手握重