刘晔所预测般平定陈策。战后曹操辟刘晔为司空仓曹掾。建安二十年（215年），曹操征伐据守汉中的张鲁，任用刘晔为主簿。当时张鲁弟弟张卫领兵坚守，曹操攻阳平山上各个屯寨，但山势险峻难登，难以攻克；而且士兵死伤甚多，粮食又缺乏，曹操于是打算撤军，命令夏侯惇和许褚唿叫山上的军队撤退。此时有一些军队在夜里误闯张卫别营，营中士兵大惊四散，当时在军队后方的刘晔见此认为可以取胜，劝夏侯惇等不要退军。夏侯惇见后相信，于是回去告诉曹操，曹操于是进攻张卫，张卫不敌退走。张鲁不久投降，曹操得汉中。刘晔及后即劝曹操进攻刘备新佔的蜀