人招引司马勋，司马勋于是率领步骑三万，自汉中进入秦川。不过当时同时苻健派兵防御司马勋，司马勋屡战皆不利，并于五丈原败于苻健，于是退回汉中。另一方面，虽然东晋收复了成汉所据的故土，但蜀地未稳，仍有数场叛乱，包括振威护军萧敬文于涪城的叛乱。桓温曾派邓遐与益州刺史周抚一同进攻但都不能击败对方。最终在永和八年（352年），桓温派司马勋与周抚联手进攻才成功平定萧敬文，安稳蜀地。
桓温北伐.永和十年（354年），桓温北伐，同时亦命司马勋从子午道出兵，一同攻伐苻健的前秦。虽然桓温主力在蓝田县