Quân Tào để mất cơ hội đánh bại quân Ích Châu lại còn bị đại bại, tính thần trong quân sút kém, lại thêm tình hình lương thực không đủ, ngày mỗi nghiêm trọng, tuy đã nghĩ mọi cách, vẫn rất khó triệt để giải quyết vấn đê vận chuyển, thậm chí không ít quân đoàn bắt đầu có binh lính bỏ trốn, Tào Tháo cảm thấy sâu sắc tình hình tiến thoái lưỡng nan.

Tháng 5 đang mùa hè thì mùa mưa Hán Trung lại đến, đội quân Tào với số lượng rất lớn lại càng thêm khó khăn về cung cấp lương thực, đến như Vương Bình phụ trách hướng đạo cũng đã bỏ trốn đầu hàng Lưu Bị. Tào Tháo bất đắc dĩ, trong hội nghị quân sự, đã ví Hán Trung là “kê cân” (gân gà): “Kê cân lại kê cân, ăn thì vô vị vứt đi thì tiếc”.

Về tình cảm tuy chẳng muốn song suy nghĩ theo lý tính, Tào Tháo vẫn hạ lệnh nhổ trại rút quân, đành khoanh tay đưa Hán Trung cho Lưu Bị.
Khi Tào Tháo rút khỏi Hán Trung vẫn để lại hai quân đoàn của Trương Cáp và Tào Hồng chia ra đóng đồn ở Trần Thương và Vũ Đô, để ngăn chặn Lưu Bị sẽ từ Vũ Đô mà tiến vào Quan Trung; mặt khác lại hạ lệnh cho Trương Ký đang làm Thứ sử Ung Châu tăng cường phòng thủ ở biên giới, hạ lệnh cho Tào Chân là người em trai tài giỏi yểm hộ Tào Hồng dần dần rút khỏi Vũ Đô, kết thúc chiến dịch Hán Trung đã kéo dài hơn một năm.
Về điều này sự miêu tả của Tam quốc diễn nghĩa có chỗ bất đồng, chiến dịch Hán Trung lần này từ đầu đến cuối chỉ có Lưu Bị và Pháp Chính chỉ huy tác chiến, Gia Cát Lượng sau này tuy có đến tiền tuyên bàn bạc việc quân, song đại bộ phận thời gian vẫn ở Thành Đô. Dứt khoát chẳng có những chuyện như trong Tam quốc diễn nghĩa, như Gia Cát Lượng khéo nói khích Hoàng Trung, giết chết Hạ Hầu Uyên, điều khiển Triệu Vân đánh trận Hán Thủy, cuối cùng lại dùng nghi binh bắt Tào Tháo phải rút quân.
Theo lịch sử ghi chép, Tào Tháo sau này biết âm mưu lấy Hán Trung đều do Pháp Chính, còn trào lộng rằng: “Ta đã biết rằng Lưu Bị chẳng thể có được năng lực như thế”, thực ra, thân làm đại tướng, âm mưu hà tất đều phải tự mình nghĩ ra; Ngô khởi đã từng phải than rằng: “Chỉ lo quần thần không ai theo kịp”.
Lưu Bị có thể dùng kế sách của Gia Cát Lượng đế lấy Kinh Châu, dùng hoạch định của Bàng Thống để lấy Tây Xuyên, lại dùng mưu lược của Pháp Chính để đoạt lấy Hán Trung, biểu thị rõ ràng ông ta là người hiểu được việc cân nhắc nhân tài, vận dụng được sự nổi trội của những người ấy!

Sau đại chiến Xích Bích, Tào Tháo lại bị thua Lưu Bị, đấy là hai địch thủ truyền kiếp cuối cùng đã trực tiếp giao đấu với nhau. Từ cuộc chiến tranh này, chúng ta có thể thấy, Lưu Bị sau nhiều năm bôn ba đã định hình được, lời tiên đoán “thiên hạ anh hùng chỉ có Sứ quân và Tháo vậy” đã ứng nghiệm. Kể từ trận đánh Hợp Phì trước đó không lâu với Tôn Quyền, đến chiến dịch Hán Trung lần này, Tào Tháo cơ hồ đã đánh mất nhuệ khí chiến đấu đến cùng. Ban đầu, có thể trong thâm tâm ông ta, đã thấy việc thống nhất là vô vọng, thiên hạ chia ba theo thế chân vạc là điều không thể tránh khỏi.