郭淮及时的挺身而出，不仅挽救了濒临崩溃的曹军战线，同时激发了曹军将士的士气。全军将士拼死抵抗，终于为曹操大军主力来到汉中赢得了宝贵的时间。当曹操来到汉中之后，得知郭淮推举张郃未定军心、巧步疑阵智退刘备的情况之后，对郭淮临危不乱的大将风度非常赞赏，不仅批准了由张郃担任汉中主帅的决定，同时将郭淮调入张郃所部担任军司马，协助张郃展开汉中防御战。
不过令人感到遗憾的是，由于曹操错失了稳定汉中地区形势的最佳时机，在经过一段时间的拉锯战，曹操认为汉中地区已经形同“鸡肋”，没有继续固守的价值，于是全军撤退放弃汉中地区，将防线后移至关中陈仓一线，继续由张郃为该地区的最高军事长官，负责关中及凉州地区的防御。
尽管在汉中之战中曹军遭遇失败，最终不得不选择了放弃。但对郭淮而言，这是他第一次面对硝烟弥漫的战场，这段经历也让他有机会第一次在瞬息万变的战场中发挥了自己精准的判断、分析能力。这一切都为郭淮的军旅生涯打下了坚实的基础。同时，这段经历也开启了郭淮在西北地区长达三十年的征战岁月。
献帝建安二十五年(公元220年)正月，曹操病逝，曹丕继任魏王。对于曾经在自己手下效力的郭淮，曹丕是比较了解的，也非常欣赏郭淮的能力。于是继位不久，曹丕便加封郭淮为关内侯，转为镇西将军曹真的长史，不久之后又被提拔为代理征羌护军。
当时，镇西将军曹真为镇西将军、假节、都督雍、凉州诸军事，是曹魏在西北地区的最高军事长官。而郭淮的征羌护军，自然也就成了曹真手下的都督护军。都督护军，是曹魏军制中的一个重要职务，其作用具有二重性。一方面，它具有监视都督、执行军法的作用;另一方面，都督护军的地位低于地区都督，受都督统领，在军事上是都督统兵的助手。由此可见郭淮在曹丕心中的地位。
