赤壁之战时，曹操徙赵俨为都督护军，督护于禁、张辽、张合、朱灵、李典、路招、冯楷七军。
勇者得前
建安十四年（209年），曾经“聚众数万在江、淮间”[155]的江淮豪强陈兰、梅成占据灊县和六县（今本《三国志》此处作“氐六县”，据《资治通鉴》及《考异》所引繁钦《征天山赋》等更正，其中灊于本传下文亦有，六县即六安县）叛乱。曹操于是遣于禁、臧霸等去讨伐梅成，又遣张辽督领张合、牛盖等去讨伐陈兰。当时，于禁的军队率先到达，梅成诈降于禁。于禁中计，轻率地回军。梅成旋即复叛，带其军众投奔陈兰，二人又率众转入灊县之山中自守，占据了地利。灊县的山有天柱山（在今AH省潜山市），高峻约有二十馀里，道路险狭，陈兰等众避于其上，山下进军难通。张辽意欲进入天柱山追剿敌军，诸将皆说：“此山道路险恶，我军兵少，很难可以深入用兵。”张辽却说：“此所谓一与一，勇者得前耳（只有勇者可以前进）。”于是进至山下安营，起兵上山攻击，终于斩下陈兰、梅成首级，尽虏其众。曹操论诸将功劳，说：“登上天柱山，踏过险峻，成功讨取陈兰、梅成，都是荡寇将军张辽的功劳。”于是增其邑，假节。
守卫合肥
建安十八年（213年）正月，从征孙权，攻濡须。后来，曹军攻破孙权江西营，擒获孙权都督公孙阳。因为春水上涨，曹操在慨叹孙权军队的军容齐肃之后，便撤兵。
建安十九年（214年）五月，孙权亲征皖城，张辽从合肥向皖城驰援，在增援途中得知皖城失守。张辽在硖石的南面迅速筑起了一座被称为“南硖戍”的堡垒，作为合肥的前哨。
同年七月，曹操征伐孙权。同年十月，曹操无功而返，自合肥还。曹操在离开合肥时，带走了大批部队欲作西征之用，给屯驻合肥的张辽与乐进、李典等将领只留下了七千余人。张辽得知曹操有西征之意，认为合肥即将孤立无援，孙权必会趁机来攻，于是开凿了藏舟浦，用来隐藏舟船。
建安二十年（215年），曹操率领重兵西征张鲁，让护军薛悌送去一封信函，信函边还写明，要在有敌人来攻时再打开来看。
建安二十年（215年）八月，东吴之主孙权率领十万大军进围合肥，张辽与诸将打开信，信中说：“若孙权军来到，张、李将军出战；乐将军守，护军不得与战。”合肥诸将们都感到疑虑。张辽根据曹操远征汉中而合肥缺乏后援的现状，做出了分析，提出在合肥城还没有被孙权大军完成合围之前，率先出击，“折其盛势，以安众心”，然后就可以守住城池。张辽此番分析消除了诸将的疑惑。李典也对张辽所说的话表示赞同。
于是，张辽在当夜募集敢于出城迎战的精锐将士八百人，开剥牛肉赏给将士饱食，准备明日大战。[72]天色刚亮，张辽披甲持戟，亲自先登直陷敌阵，撕裂了东吴军队的防线。在他率军冲入东吴的营垒之前，张辽就已经亲自斩杀了数十名东吴士卒和两名东吴将领。他一边大声呼喊着自己的名号，一边登锋陷阵[73]，冲入东吴的营垒。此后，张辽率军继续猛攻，一直冲杀到孙权的主帅旗之下。孙权见状大惊，东吴众将士也因惊慌失措而不知道该如何应付，于是，孙权等人逃跑到一座较高的山冢上，用长戟来自卫。张辽见敌方主帅退避，便叱喝孙权，挑衅他下来对战。但孙权没有轻举妄动，随后孙权发现张辽所率领的士兵非常少，于是聚拢东吴军队将张辽的部队重重包围。张辽的军队分别向左向右驱逐围兵，然后径直向前实施“急击”，将东吴的包围圈打开。在战斗中期，张辽曾经带领着中期破围的几十人突出了重围，没能冲出重围的人们大声呼喊：“将军要舍弃我们吗？”于是，张辽带领着中期破围的几十人，又杀入了重围，去救援的馀众几百人。孙权军队皆望风披靡，没有人再敢抵挡张辽了，也被称为“权众破走”。
这次战斗，双方从凌晨战到中午，吴军士气全失，回军修整守备，合肥守军的军心因为首战大胜而安定了下来，李典、乐进等合肥诸将们都对张辽表示心服口服。
对于这场发生在合肥被围城时的战斗，《三国志》记载“孙权围合肥，张辽、李典击破之”，《魏书》记载“孙权率十万众围合肥，辽募其敢死者八百人，登锋陷阵，大破之”，《魏略》记载“张辽为孙权所围，辽溃围出，复入，权众破走”。
《三国志》的陈武本传、潘璋本传、贺齐本传，三篇本传皆无彻军，皆无津北，所涉人员皆被甘宁本传的“唯”字排除在津北之外，可知，《三国志》贺齐本传与《江表传》贺齐篇发生在合肥战役的不同时间段，发生在合肥境内的不同地点，东吴猛将陈武是战死在这场发生于围城时的战斗中。
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