護羌校尉蘇則于是固守姑臧，拒不投降。因道路遙遠，且天氣酷寒，蜀軍糧草有限，故而吳懿只得領兵退還雍州。
劉備久攻上邽不下，十分惱怒。正無計可施，恰遇天寒地凍，灑水成冰。參軍馬謖于是建議修筑冰墻，以抵擋城中箭矢，使蜀軍能夠安然抵達上邽城下。
劉備大喜，于是趁著嚴冬冰雪覆蓋之際，嚴令眾軍燒水澆筑冰墻，混以泥沙，十分結實。冰墻皆修筑一丈五尺高，不斷往上邽推進。
不過數日，冰墻已經澆筑到了上邽城下。張既無論是用箭射還是用滾木、礌石去砸，那厚厚的冰墻都并無損壞。蜀軍在冰墻的掩護下得以從容越過城外的壕溝，安全沖到上邽城下，隨后弓弩手奮起掩護，輕步兵架起云梯，奮勇攻打。
張既揮軍拼死反擊，仗著居高臨下的優勢屢次擊退蜀軍，但終究是孤城難守，眾寡懸殊，至十二月二十七日，城中守軍傷亡逃散殆盡，城池終于被蜀軍攻破。
張既命人焚燒了府庫中的存糧，隨后力戰而亡，其余楊埠、姜敘等人也多戰死。梁寬與其子梁緒、梁虔投降劉備，尹奉的侄兒尹賞也歸附了蜀軍。
劉備派尹賞帶著張既的首級以及將士家眷的書信去隴關勸尹奉等人投降。那尹奉全家在馬超之亂中被殺，對尹賞這個家族的獨苗呵護備至，寄予厚望，如今見尹賞居然投降了劉備，反來勸降自己，尹奉頓時羞怒交加，當場吐血，回到住處后不久便氣急而亡。
隴關之內的守軍見主將身死，城外的蜀軍又帶來了張既的首級以及眾軍失陷在上邽城中的家眷書信，當下商議之后，便即開城投降。
至此劉備拿下了關隴全境。雖然在攻打上邽時死傷近萬人，但破城之后收降的曹軍也有二三千人，再加上隴關投降的三千曹軍以及近來依附而來的羌氐兵，劉備的實力不減反增。
唯一可慮的是上邽存糧被張既臨死之前下令燒毀，如今隴右極度缺糧，劉備手中的糧食再千里迢迢運到上邽之后已經只夠蜀軍自己食用了，抽不出多余的糧食來賑濟饑民，以致隴右之地今年大荒，饑民只得向蜀中、關中逃難，沿途餓死無數。逃到蜀中、關中的流民也多淪為了當地豪族的佃戶僮仆。
劉備手中無糧，只得對此聽之任之。
盡管情況有些不完美，但能夠拿下隴右，劉備卻也已經頗為滿意了。當下留兵把守隴右諸城之后，劉備下令，正式將都城遷到長安，同時命文武官吏都去長安舉行大朝會。
半道之上，劉備收到了輾轉送來的中原戰報，得知龐統、黃忠、馬超等人盡皆取得了進展，漢軍拿下了許昌、汝南等地，逼得曹丕退往了洛陽。