冬十月，曹操为了奖赏军功，开始设置名号侯至五大夫等爵位，与原有的列侯、关内侯共分为六等。（《魏书》记载，设置名号侯爵十八级，关中侯爵十七级，都授予金印紫绶；又设置关内外侯十六级，授予铜印龟纽墨绶；五大夫十五级，授予铜印环纽墨绶，这些爵位都不享受食租的待遇，与旧有的列侯、关内侯共六等。臣松之认为，如今的虚封制度大概就是从这时开始的。）
十一月，张鲁带着他在巴中的残余部众向曹操投降。曹操为了安抚张鲁及其部众，封张鲁和他的五个儿子为列侯。此时，刘备趁刘璋不备，发动突袭，夺取了益州，随后又占据了巴中地区。曹操得知后，派遣张合前去攻打刘备。
十二月，曹操从南郑返回，留下夏侯渊屯守汉中。（在这次出征中，侍中王粲写下一首五言诗，赞美曹操的这次军事行动：“从军有苦乐，但问所从谁。所从神且武，安得久劳师？相公征关右，赫怒振天威，一举灭獯虏，再举服羌夷，西收边地贼，忽若俯拾遗。陈赏越山岳，酒肉逾川坻，军中多饶饫，人马皆溢肥，徒行兼乘还，空出有馀资。拓土三千里，往反速如飞，歌舞入邺城，所愿获无违。” ）
建安二十一年春二月，曹操得胜还朝，回到邺城。（《魏书》记载：辛未日，有关官员以太牢之礼祭祀，向宗庙报告曹操的归来，并在宗庙中为曹操的功勋进行策封。甲午日开始春季祭祀，曹操下令说：“有人认为在宗庙祭祀上殿时应当脱鞋。但我接受天子赐命，可以佩剑不脱鞋上殿。如今在宗庙祭祀却要脱鞋，这是尊崇先公却违背王命，敬重父祖却怠慢君主，所以我不敢脱鞋上殿。还有，在祭祀时走到洗手处，只是用手靠近水却不洗手。洗手是为了表示洁净和敬意，从未听说过只靠近水却不洗的礼节，况且‘祭祀神灵时要如同神灵就在面前’，所以我亲自用水洗手。祭祀降神仪式结束后，我走下台阶在帷幕边站立，等到奏乐结束，这样做似乎是对烈祖不够恭敬，像是想快点结束祭祀。所以我坐着等待音乐结束、送神仪式完毕才起身。接受祭肉和祭神的福佑后，把这些交给侍中，这样做其实并没有完全尽到恭敬的礼节。古代的人亲自主持祭祀之事，所以我亲自把祭肉放入祭神的容器中，最后抱着祭肉离开。孔子说‘即使违背众人的做法，我也依从自己认为正确的’，这句话真是太对了。” ）三月壬寅日，曹操亲自参与耕籍田仪式，以身作则，向天下昭示对农业的重视。（《魏书》记载：有关官员上奏说：“按照旧制，在农闲时节进行四季讲武练兵。汉朝继承秦朝制度，春、夏、秋三季不进行讲武，只在十月进行都试，检验车马装备，皇帝亲临长水南门，会合五营士兵，演练八阵图，名为‘乘之’。如今战乱未息，士兵和百姓一直处于习武状态，从今往后，可以不再进行四季讲武，只在立秋时节选择吉日，大规模检阅车马军队，称为‘治兵’，这样既符合礼仪名分，又继承了汉朝制度。”曹操批准了这一奏请。）
到了夏五月，天子为表彰曹操的赫赫功勋，进封他的爵位为魏王。（《献帝传》记载诏书内容：“自古以来的帝王，虽然名号和制度有所变化，爵位等级也不尽相同，但对于褒奖尊崇元勋，建立功德，让姓氏荣耀并延续到子孙后代，无论同姓还是异姓，并没有什么区别。昔日我朝圣祖承受天命，开创基业，建立华夏，借鉴古今制度，明确爵位等级差异，分封山川土地来建立藩屏，让异姓和亲戚都能拥有土地，据国称王，以此来保障天命，稳固万世基业。历代太平时期，君臣相安无事。世祖中兴之时，局势时有艰难，因此数百年来，没有异姓诸侯王之位。朕德行浅薄，继承大业，却遭遇天下分崩离析，众贼肆虐，从西到东，百姓困苦，朕也历经艰辛。在这艰难时刻，朕唯恐陷入危难，有辱先帝的圣德。幸赖皇天庇佑，使您秉持大义，奋勇向前，展现出神武之姿，在艰难中扞卫朕的安危，保护宗庙，华夏百姓，乃至世间万物，无不蒙受您的恩泽。您的勤勉超过稷、禹，忠诚堪比伊尹、周公，却又如此谦让，越发恭敬。所以之前刚开始建立魏国时，赐给您土地，朕还担心您违抗命令，坚决推辞，因此暂且压抑心意，封您为上公，本想顺从您的高义，等待您建立更多勋绩。韩遂、宋建，在南方勾结巴、蜀，众逆贼联合起来，妄图危害社稷。您再次命令将领出征，他们如龙虎般勇猛，斩杀贼首，捣毁贼巢。等到西征时，在阳平之战中，您亲自披甲上阵，深入险阻之地，铲除奸贼，消灭凶徒，平定西陲，威名远扬万里，教化传播四方，使华夏安宁。唐、虞盛世时，三位贤能之臣建功立业；文、武兴起之际，周公旦、召公奭尽心辅佐；我朝两位先帝成就帝业，也依靠众多英豪辅佐。那些圣明贤哲的君主，以国事为己任，尚且赏赐土地、颁发瑞信来报答功臣，像朕这样德行微薄的君主，全靠您的辅佐才得以保全，若赏赐不够丰厚，又怎能答谢神灵、抚慰天下呢？如今进封您为魏王，派遣使者持节，由行御史大夫、宗正刘艾奉策书、玉玺，以及用白茅包裹的黑土所筑的社坛，还有金虎符第一至第五枚，竹使符第一至第十枚。您正式登上魏王之位，仍以丞相身份兼任冀州牧。请上交魏公的玺绶、符册。希望您恭敬地服从朕的命令，爱护您的百姓，妥善处理各项事务，发扬我祖宗的美好遗命。”魏王曹操上书三次推辞，天子三次下诏不许。天子还亲自手诏：“大圣之人以功德为至高至美，以忠诚和睦为典范训诫，所以能够开创基业、名垂千古，让百世后人敬仰；推行正道、制定大义，让人们努力践行、有所效仿，因此功勋卓着、美名远扬。稷、契凭借君主的聪慧成就事业，周公、召公依靠文王、武王的智慧施展才能，他们虽治理百官，日夜思考，可谁能比得上您的功绩呢？朕想到古人的功绩，如此令人赞美，又想到您忠诚勤勉的业绩，这般辉煌，所以每次想要刻符析瑞，颁布礼命册封，都感慨万千，甚至忘记了自己守文乏德。如今您再三违背朕的命令，坚决推辞，这既不符合朕的心意，也无法为后世树立典范。希望您克制自己的心意，不要再坚决推辞了。”《四体书势序》记载：梁鹄曾举荐曹操担任北部尉。《曹瞒传》记载：曹操是由尚书右丞司马建公举荐的。等到曹操成为魏王，将司马建公召到邺城，与他欢饮，曹操对司马建公说：“我如今还能再当北部尉吗？”司马建公说：“当初举荐大王时，您刚好适合当北部尉。”曹操大笑。司马建公名叫司马防，是司马宣王司马懿的父亲。臣松之根据司马彪《序传》考证，司马建公并未担任尚书右丞，怀疑《曹瞒传》记载有误，而王隐《晋书》中说赵王篡位时，想尊奉祖先为帝，博士马平进议说京兆府君（司马防）曾举荐魏武帝曹操为北部尉，任职期间贼寇不敢侵犯辖区，若按此说法，则有一定的依据。）
这期间，代郡乌丸代理单于普富卢与他的侯王们前来朝见曹操。天子下令，将曹操的女儿封为公主，赐予汤沐邑。秋七月，匈奴南单于呼厨泉带着他的名王们前来朝贺，曹操以客礼相待。为了更好地控制匈奴，曹操将呼厨泉留在魏国，让右贤王去卑监管匈奴国。八月，曹操任命大理钟繇为相国。（《魏书》记载：此时开始设置奉常、宗正等官职。）
建安二十一年冬十月，曹操整治军队。（《魏书》记载：魏王曹操亲自手持金鼓，指挥军队进退。）之后，曹操决定出征孙权。十一月，曹军抵达谯县。
建安二十二年春正月，魏王曹操的军队进驻居巢。二月，大军继续进军，屯驻在江西郝谿。孙权在濡须口修筑城池，据守抵抗。曹操见状，指挥军队逼近攻城，孙权抵挡不住，只能退兵。三月，曹操见目的已达到，便率领军队返回，留下夏侯惇、曹仁、张辽等人屯驻在居巢，以防孙权再次来犯。