建安二十一年（216）正月己醜，封魏公之子六人為列侯。二月，曹操回到鄴城。
四月甲午，天子進魏公為魏王。五月己亥，發生了日蝕。
七月，南匈奴呼廚泉單於來朝，留魏居住。以右賢王去卑回匈奴監國。匈奴的使團應曹操的要求，送回了蔡邕之女文姬。曹操讓她嫁給屯田校尉董祀。蔡文姬將她流落匈奴的生活經曆，寫成一首長長的《悲憤詩》獻給曹操。
建安二十二年（217），魏公征孫權。四月，天子詔命魏公用天子儀仗。十月，詔曹丕為魏太子。
本年冬天，劉備進攻漢中。
本年，發生了大瘟疫，曹操的文人集團之中，王粲、徐幹、陳琳，應瑒、劉楨全部病故。此五人，連同阮瑀、孔融被後世稱為“建安七子”。
建安二十三年（218），劉備親自攻打漢中。
建安二十四年（219），劉備攻殺魏將夏侯淵，魏王親臨漢中，拔出陷於其中的大軍，漢中失守。司馬懿勸曹操一舉攻下漢中，進圖益州，可曹操不願陷入漢中的泥潭。打益州的重任就落到了司馬懿的肩上。司馬懿借此漸漸在曹氏的政權中充當了權臣。
七月，以曹丕之母卞夫人為王後。卞夫人出身娼家，二十歲在譙縣嫁給曹操為妾。曹操立出身卑賤的卞氏為後，意在不再重蹈大漢外戚專政的覆轍。
本月，劉備命關羽向駐守在荊州襄陽、樊城的曹軍進擊。曹軍大將於禁投降，龐德被斬，曹仁堅守待援。司馬懿、蔣濟建議利用孫、劉兩家的矛盾。
建安二十五年（220）正月，魏王至洛陽。呂蒙擒殺關羽，傳首洛陽。魏王拜孫權為驃騎將軍，領荊州牧。事後孫權才後悔，因為孫、劉合擊曹魏的形勢化為泡影。
正月二十三日庚子，魏王崩於洛陽，年六十六，遺令簡葬。他帶著遺憾，留下一個軍人政府走了。他實行屯田，但沒有能改變世族大莊園主的莊園經濟，把土地分給農民；任人唯才，但沒有製定出從平民中選拔官吏的考核製度。自此以後，中國分裂三百九十二年，至隋、唐帝國，才以均田製恢複了自耕農經濟，以科舉製實現了平民參政，一個比大漢規模更大的統一帝國才得以形成。