公元244年（正始五年），曹爽、夏侯玄伐蜀，郭淮率军为前锋。后魏军为蜀将王平，郭淮因有准备，才未大败。回军后，郭淮假节。
公元247年（正始八年），陇西、南安、金城、西平诸羌饿何、烧戈、伐同、蛾遮塞等联合起来反叛，包围城镇，南招蜀兵协助，凉州名胡治无戴也举兵反叛。讨蜀护军夏侯霸率诸军屯兵于为翅。郭淮刚到狄道，很多人认为应当首先讨平罕，这样对内则平定恶羌，对外则可以挫败西蜀的计谋。郭淮估计姜维一定会进攻夏侯霸，于是进入中，转兵向南，接迎夏侯霸。姜维果然进攻为翅，郭淮军队正好抵达，姜维逃去。进而郭淮讨伐诸叛羌，杀死饿何、烧戈，投降的人有几万。
公元248年（正始九年）秋，遮塞等屯兵河关、白土故城，依据河险抵抗。郭淮假装从上流出兵，却秘密派兵从下流渡河，占据白土城，发动进攻，大破敌兵。治无戴包围武威，家属留在西海。郭淮率军逼近西海，想偷袭军队家属，正好治无戴又率兵折回，两军在龙夷之北相遇大战，治无戴战败后逃走。姜维出兵石营，向疆川，西迎治无戴，留下阴平太守廖化在成重山修筑城堡，收取诸羌散兵做为人质。郭淮想兵分两路，诸将都认为姜维向西连接强大的胡兵，廖化则守据天险，如果兵分两路，定会削弱兵力，前进无法牵制姜维，后退又攻不下廖化所守之城，不如集中兵力一起向西开进，趁胡、蜀两兵未能接上联系之前，各个击破，这是上策。郭淮说：“今派兵攻打廖化，可以出其不意，姜维肯定要有所顾忌。等姜维赶回来，廖化已被击败，而且可以使姜维疲于奔命。姜维的军队不向西接应胡人，胡人自然会撤离，这才是一举两全的上策。”于是派夏侯霸等在沓中等地追剿姜维，自己则率大军强攻廖化，姜维果然率师来营救廖化，正如郭淮所预料的那样。郭淮因功被封为都乡侯。
公元249（嘉平元年），郭淮升征西将军，都督雍州凉州诸军事。这年，与雍州刺史陈泰合计，在为翅迫使蜀牙门将句安等投降。
公元250年（嘉平二年），魏帝曹芳下诏褒奖：“以前在汉川战役中，全军差点覆没。郭淮临危不惧，军功记在史册。在关右三十多年，对外征讨敌寇，对内安抚臣民。比岁以来，摧折廖化，生擒句安，功绩卓著，朕特别嘉赏他，任郭淮为车骑将军，仪同三司，持节、都督一如既往。”并进封郭淮为阳曲侯，食邑共2780户，分出300户，封其一子为亭侯。
公元251年（嘉平三年），王凌谋反失败后，被司马懿下令夷族，郭淮之妻王氏因是王凌之妹亦被牵连。郭淮原本已经默默接受这样的安排，但是王氏离开雍州前五个孩子哀痛至极，苦苦哀求郭淮救母一命，叩头至血流满面。郭淮不忍，于是上表请求司马懿法外开恩。司马懿考虑许久之后，同意了特赦。
公元255年（正元二年）2月23日，郭淮去世，被追赠为大将军，谥贞侯，儿子郭统继嗣。郭统死后，子郭正继嗣。咸熙年间，设五等爵位，因为郭淮功著前朝，故改封其为汾阳子。