郭淮及時的挺身而出，不僅挽救了瀕臨崩潰的曹軍戰線，同時激發了曹軍將士的士氣。全軍將士拚死抵抗，終於為曹操大軍主力來到漢中贏得了寶貴的時間。當曹操來到漢中之後，得知郭淮推舉張郃未定軍心、巧步疑陣智退劉備的情況之後，對郭淮臨危不亂的大將風度非常讚賞，不僅批准了由張郃擔任漢中主帥的決定，同時將郭淮調入張郃所部擔任軍司馬，協助張郃展開漢中防禦戰。
不過令人感到遺憾的是，由於曹操錯失了穩定漢中地區形勢的最佳時機，在經過一段時間的拉鋸戰，曹操認為漢中地區已經形同「雞肋」，沒有繼續固守的價值，於是全軍撤退放棄漢中地區，將防線後移至關中陳倉一線，繼續由張郃為該地區的最高軍事長官，負責關中及涼州地區的防禦。
儘管在漢中之戰中曹軍遭遇失敗，最終不得不選擇了放棄。但對郭淮而言，這是他第一次面對硝煙瀰漫的戰場，這段經歷也讓他有機會第一次在瞬息萬變的戰場中發揮了自己精準的判斷、分析能力。這一切都為郭淮的軍旅生涯打下了堅實的基礎。同時，這段經歷也開啟了郭淮在西北地區長達三十年的征戰歲月。
獻帝建安二十五年(公元220年)正月，曹操病逝，曹丕繼任魏王。對於曾經在自己手下效力的郭淮，曹丕是比較瞭解的，也非常欣賞郭淮的能力。於是繼位不久，曹丕便加封郭淮為關內侯，轉為鎮西將軍曹真的長史，不久之後又被提拔為代理征羌護軍。
當時，鎮西將軍曹真為鎮西將軍、假節、都督雍、涼州諸軍事，是曹魏在西北地區的最高軍事長官。而郭淮的征羌護軍，自然也就成了曹真手下的都督護軍。都督護軍，是曹魏軍制中的一個重要職務，其作用具有二重性。一方面，它具有監視都督、執行軍法的作用;另一方面，都督護軍的地位低於地區都督，受都督統領，在軍事上是都督統兵的助手。由此可見郭淮在曹丕心中的地位。