正元元年（254年），高贵乡公曹髦（máo）即位。这时，司马氏代魏的局面明朗化了。
司马氏世袭中外要职，集军政大权于一己，擅行废立，屠戮政敌，党附曹魏皇室的将领遂先后举兵反抗。
同年，司马师诛杀夏侯玄后，镇东将军毋（Guàn）丘俭、扬州刺史文钦恐受株连，蓄谋举兵。
正元二年（255年）正月，毋丘俭、文钦假称受郭太后诏书，在寿春（今安徽寿县）起兵，传檄州郡，讨伐司马师。
邓艾杀使者，兼程进军，抢先奔赴乐嘉城（今河南商水境），建造浮桥，这样司马师到达后，才得以占据乐嘉。文钦因落在大军后面而战败于城下。邓艾追击文钦至丘头，文钦逃奔吴国，降于吴丞相孙峻。
孙峻等魏国内乱之机率军号称十万，想要渡江。
魏镇东将军诸葛诞派邓艾据守肥阳。邓艾认为肥阳离敌太远，非要害之地，便转移到附亭驻扎，并派泰山太守诸葛绪等在黎浆拒敌作战，击退了吴军。
同年，朝廷任命邓艾为长水校尉。并因为他打败文钦等一系列战功，进封为方城乡侯，代行安西将军职务。
同年七月，蜀汉卫将军姜维乘大将军司马师病亡，督车骑将军夏侯霸、征西大将军张翼等数万人攻魏。八月，到达枹罕（今甘肃临夏东北），遂向狄道（今甘肃临洮）进军。
征西将军陈泰命雍州刺史王经率所部进驻狄道，待他率主力自陈仓（今陕西宝鸡东）到达后，再钳击蜀军。
王经不俟陈泰军至即擅击蜀军，先后败于故关（今甘肃临洮北）、洮西，大部伤亡或逃亡，残部万人还保狄道。姜维乘胜围狄道城。
…… ……
大将军司马昭命邓艾出任安西将军，与陈泰并力抗击蜀军，并遣太尉司马孚为后援。
此时邓艾等人认为：
“王经的精兵在西边战败，贼军士气很旺盛，乘胜的军队不可抵挡，而将军带领乌合之众，跟在战败的军队后面，将士们丧失了斗志，陇右动荡不安。
“古人有这样的话：‘蝮蛇咬了手，壮士就砍掉自己的手腕．’孙子兵法说：‘车队有时不去进攻，地方有时不用把守。’这是在小的方面有损失而在大的方面得到保全的缘故。
“现在陇右的灾难，比毒蛇还要过分，狄道这地方，不只是不能把守的问题。姜维的军队，这是我们应该避开的锋芒。不如分割险要防守，观察敌人的破绽，等待敌人疲惫，然后再进军救援，这才是获胜的计策。”
陈泰却说，“兵书说‘修治大盾牌和攻城的战车，要三个月才能完成，筑起土山要三个月以后才能完工’。这确实不是轻兵深入，凭姜维的诡计所能仓猝办到的。姜维孤军深入，粮食供应不上，这是我们迅速进军打败敌人的时机，所谓迅雷不及掩耳，是必然的形势。”
最后陈泰阻止了邓艾放弃狄道的错误建议，三路魏军合在一起，准备解围狄道。
姜维督军沿山进攻，被魏军击退。陈泰扬言截断蜀军退路，蜀军震恐，遂于九月二十五日撤军退走钟堤（今甘肃临洮南），狄道之围遂解。
于是，朝廷任命邓艾为安西将军，假节，兼任护东羌校尉。
此时，魏军多数人认为姜维已经力竭，不可能再出兵北向。
邓艾却不这样认为。他指出：
“洮西的失败，可谓不小，军心溃败，仓库空虚，老百姓流离失所，几乎一败涂地。现在来看，敌人有乘胜追击的势头。而我方虚弱不堪，这是第一原因。敌人上下官兵级级相通，兵器锐利。而我方将领换了，士兵大多是新补充的，武装器械也都陈旧，这是第二个原因。
“敌人乘船行进，而我们靠步行，敌逸我劳，这是第三个原因。狄道、陇西、南安、祁山，各自都需要守备的兵力，他们专心进攻一城，而我方则一分为四。这是第四个原因。从南安、陇西，要征用羌人的粮食，如果向祁山进军，麦浪千里，很容易搞到粮食，这是第五个原因。敌人也有狡诈的计谋，他们一定会来进攻的。”
分析了以上情况后，他断言姜维还会伺机进犯，加紧备战。
甘露元年（256年）六月，蜀大将军姜维与镇西将军胡济约定在上邦（今甘肃天水）会合。七月，姜维率先出兵祁山（今甘肃东南部山地），闻邓艾有备，乃改从董亭（今甘肃武山南）攻南安（今甘肃陇西东南）。
邓艾则率军抢占武城山（今甘肃武山西南）据险拒守，与之相持。
姜维见地利已失，强攻不克，乃于当夜渡渭水东进，沿山路进取上邽。
两军战于段谷（今甘肃天水西南）。胡济失期未至。邓艾大败蜀军，蜀军士卒溃散，死伤甚众。
姜维败归，自请贬为后将军。
此战，邓艾战前料敌准确，战中因机制变，始终掌握着战役主动权，为后世防御作战留下了宝贵经验。同年，曹髦下诏褒奖邓艾，命邓艾为镇西将军、都督陇右诸军事，进封邓侯。分五百户，封子邓忠为亭侯。
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