曹魏原本想让青州刺史田豫从山东半岛出发，以海路攻打辽东，因难度太大而没有施行。
公孙渊毕竟没有明目张胆地叛变，曹叡还是派使者去加封他为大司马、乐浪公。
就在魏使抵达时，公孙渊竟然率兵围住驿站，对魏使恶语相向，吓得他们仓皇逃窜。曹叡因此对公孙渊更加忌恨。
公元237年，曹叡腾出手准备收拾公孙渊。他派幽州刺史毌丘俭前往辽东，征召公孙渊入京任职。公孙渊识破计谋，当即发兵，与毌丘俭展开激战。公孙渊人多势众，又是在自己的地盘作战，很快就将魏军击败。
既然曹魏已经翻脸，公孙渊索性自立为“燕王”，任命文武百官，并派人向孙权再次称臣，以为外援。孙权立刻同意北伐呼应，并告诫公孙渊要小心司马懿。公孙渊骄傲自满，没有听进去。
曹叡这边派出司马懿领青兖幽冀四州，联合鲜卑、乌丸、高句骊等外族，四面八方，海陆齐攻。司马懿出征前，曹叡还是有所担心，召来询问。
曹叡问公孙渊会如何应对，司马懿回复：“事先弃城而逃是上计，凭借辽水顽抗是中计，坐守襄平是下计，必为我军所虏。”
曹叡又问公孙渊会采用何计，司马懿冷笑道：“以他的智商，无法判定双方的实力。他不会弃城逃走，只会先于辽水抗拒，而后退守襄平。即采用中计和下计。”
曹叡再问大军往返需要多长时间，司马懿掐指一算，自信地回答一年时间。这番庙算后，曹叡再无顾虑。
公元238年正月，司马懿率4万大军主力从洛阳出发。6月，双方果然于辽水相遇。公孙渊早就让部将卑衍坚壁高垒，挖壕沟20多里，严阵以待。
卑衍出师不利，龟缩堡内，司马懿决定采用“声东击西”之策。魏军先在南边佯攻围堑，吸引敌军，再派出主力秘密渡河，北击襄平。卑衍唯恐襄平有失，出营追赶，被魏军痛击，退守辽隧城。
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