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击败前秦军并进据坝上，威胁长安，但却没有继续进逼，反给予机会让前秦军喘息。前秦丞相苻雄于是乘机率七千骑在子午道击败司马勋，逼他退屯女娲堡。司马勋及后与响应北伐的前凉将领王擢一同攻陷陈仓，但此时桓温作战不利，且兵粮不继，已经退兵，苻雄于是集结力量进攻陈仓，将司马勋及王擢击败。司马勋唯有返回汉中。
叛乱失败.后来，司马勋升征虏将军，监关中军事，梁州刺史领西戎校尉，并获赐爵通吉亭侯。然而司马勋为