在汉中创置围守，表现了魏延不凡的才干。刘备称帝时，他升为镇北将军。刘禅继位，又晋爵，封都亭侯。
二、建奇策，诸葛亮制而不许
诸葛亮受托孤辅政后，魏延作为受刘备器重的大将，开始也受到尊重。诸葛亮北伐，“驻汉中，更以延为督前部，领丞相司马、凉州刺史”。不过，魏延很快就对诸葛亮产生不满情绪。
在第一次北伐前的军事会议上，魏延提出由子午谷直袭长安之计。他说：“闻坐镇长安的夏侯楙，年少，魏主之女婿，怯而无谋。今若给我精兵五千，负粮五千，直接出褒中（今陕西褒城），沿秦岭而东，则子午谷向北，不过十日，可达长安。蜀军骤然出现在长安城下，夏侯楙必定惶恐失措，弃城而逃。城中只剩下御史、太守等文官，就不足为惧了。百姓闻大军忽至，也会四处逃散。我军可收长安邸阁的储粮接济军食，那是足够军用的。”接着，他提议诸葛亮同时自率大军从斜谷杀入关中，与他配合。不到二十天两军便可会师。“如此，则一举而咸阳以西可定矣。”（《资治通鉴》卷七十一）
汉中与关中相阻于秦岭，当时主要靠褒斜、傥骆、子午等谷道交通。而其中“子午道从杜陵直绝南山，经汉中”（《汉书·王莽传》），是汉中去长安最便捷径，可以出敌不意，兵临长安城下。魏延为汉中太守多年，深知这一点，并且看到当时守城敌将怯弱无谋，因而提出这一极有胆识的用兵方略。