休整三日后，刘备大军直逼阳平关。夏侯渊吸取上次教训，紧闭城门，坚守不出。阳平关地势险要，易守难攻，城墙高大坚固，城下有护城河环绕。刘备率军攻打数日，未能奏效，心中十分焦急。
法正来到帐中，对刘备道：“主公，阳平关易守难攻，强行攻打，损失太大。不如撤兵，南渡沔水，夺取定军山。定军山乃汉中门户，占据此地，可俯视阳平关，夏侯渊必然会率军来争，到时候我军可设伏兵，一举擒杀夏侯渊。”
刘备闻言，茅塞顿开：“孝直真乃妙计！就依你之见，撤兵南渡沔水，夺取定军山！”当下传令下去，三军悄然撤兵，南渡沔水，直奔定军山。
定军山守将杜袭，听闻刘备大军来攻，连忙派人向夏侯渊求救，同时率军坚守。刘备大军抵达定军山脚下，法正献计道：“主公，定军山有东西两峰，地势险峻。可令汉升将军率军夺取东峰，子龙将军夺取西峰，首尾夹击，定能拿下定军山。”
刘备依计，命黄忠、赵云各率五千兵马，分别攻打东西两峰。黄忠接到命令，心中大喜，对部下道：“今日乃我等立功之时，随我杀上东峰，活捉杜袭！”说罢，率军向东峰杀去。
东峰守将乃夏侯渊麾下副将陈式，手持大刀，率军迎战。黄忠拍马舞刀，直取陈式：“老贼，速速投降，饶你不死！”陈式大怒，挥刀相迎。两人大战二十余合，陈式哪里是黄忠对手，渐渐不支。黄忠瞅准时机，一刀劈中陈式肩膀，陈式惨叫一声，坠马被俘。
黄忠率军乘胜杀上东峰，杜袭见东峰危急，连忙率军支援。赵云此时也已率军攻至西峰脚下，西峰守将张着率军迎战，被赵云一枪刺于马下，西峰守军大乱，赵云趁机攻占西峰。
杜袭见东西两峰皆失，心中大惊，只得率军后撤。黄忠、赵云合兵一处，追击杜袭，直抵定军山主峰。杜袭拼死抵抗，怎奈大势已去，最终被黄忠一刀斩杀。刘备大军顺利占据定军山，犒赏三军，士气高昂。
夏侯渊在阳平关得知定军山失守，大惊失色：“定军山乃汉中咽喉之地，若失，阳平关危矣！”当下不顾韩浩劝阻，点齐一万兵马，亲自率军前往定军山，欲夺回此山。
刘备得知夏侯渊率军来攻，心中大喜，对法正道：“孝直，夏侯渊果然来了，如何应对？”
法正笑道：“主公，可令汉升将军率军在定军山半山腰埋伏，待夏侯渊大军登山之时，从山上滚石檑木，再率军冲杀，定能大破曹军。”
黄忠主动请战：“主公，末将愿率军埋伏，斩杀夏侯渊，为我军立下大功！”
刘备道：“汉升将军，夏侯渊乃曹操麾下名将，不可轻敌。你需多加小心，若事不可为，即刻退回，再作计较。”
黄忠道：“主公放心，末将定不辱使命！”当下率军来到定军山半山腰，埋伏在树林之中，又命士兵准备好滚石檑木，只等夏侯渊大军到来。
次日清晨，夏侯渊大军抵达定军山脚下，下令全军登山。曹军将士小心翼翼地向上攀登，山路崎岖，行进缓慢。夏侯渊催军急行，心中只想尽快夺回定军山。
当曹军行至半山腰时，黄忠一声令下：“放！”顿时，滚石檑木如雨点般落下，曹军纷纷倒地，惨叫之声不绝于耳。夏侯渊大惊，连忙下令撤军。就在此时，黄忠率军从树林中杀出，大刀挥舞，如入无人之境。
夏侯渊见黄忠杀来，怒不可遏，拍马舞刀，直取黄忠：“老匹夫，敢伤我军将士，今日定叫你碎尸万段！”
黄忠哈哈大笑：“夏侯渊，你这匹夫，今日便是你的死期！”说罢，两人刀光剑影，大战起来。这一战，可真是惊天动地，两人皆是三国名将，一个勇猛过人，一个老当益壮。
夏侯渊刀法精湛，刀刀致命，黄忠沉着应对，大刀舞得密不透风。两人大战八十余合，不分胜负。夏侯渊心中暗惊：“黄忠这老匹夫，年纪虽大，力气却如此惊人，刀法也如此精妙，久战无益。”当下虚晃一刀，拨马便走。
黄忠哪里肯放，纵马追赶。夏侯渊见黄忠追来，心中暗喜，悄悄从背后取下弓箭，回身一箭射向黄忠。黄忠早有防备，侧身躲过，心中大怒：“匹夫，竟敢暗箭伤人！”说罢，催马疾追，手中大刀高高举起。
夏侯渊见一箭未中，心中慌乱，连忙策马狂奔。就在此时，他坐骑突然被一块石头绊倒，夏侯渊从马上摔了下来。黄忠趁机赶上，大喝一声：“夏侯渊，拿命来！”一刀劈下，夏侯渊人头落地。
曹军见主将被杀，大乱，纷纷奔逃。黄忠率军追击，斩杀无数，缴获粮草器械无数。刘备得知黄忠斩杀夏侯渊，大喜过望，亲自出营迎接：“汉升将军，真乃虎将也！斩杀夏侯渊，立下不世之功，孤定当重赏！”
黄忠跪倒在地，道：“主公谬赞，此乃主公洪福，将士用命之功，末将不敢独揽。”
刘备扶起黄忠，笑道：“将军不必过谦，若无将军之勇，岂能斩杀夏侯渊？传令下去，犒赏三军，庆祝三日！”
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