建安二十年（公元 215），太祖亲自带兵从散关出武都征讨张鲁，长驱直达阳平关。张鲁想要交出汉中投降；他的弟弟张卫不同意，率领数万人凭借阳平关拒守。太祖击破张卫的防线，张卫南逃到蜀中。张鲁听说阳平关已失陷，又想要屈膝投降。阎圃又献策说：“而今您是被逼得无法才前去投降，肯定功劳小；不如随从杜濩退到朴胡那里去抵抗一阵，然后再向朝廷归顺，这样办功劳才大。”于是张鲁带着部队取道南山退到巴族居住区中。临行前左右的人想把宝物仓库放火烧光，张鲁却说：“我本想归顺朝廷，但这一愿望还未实现。我今天离开，不过是躲避锐利的兵锋，并没有什么恶意。宝物仓库，应该归国家所有。”于是把仓库都妥善封存好才离去。

太祖进入张鲁的治所南郑县，对张鲁的行为很表赞许；又因为张鲁本来就已经有归顺的好意，所以派人前去慰问劝说。张鲁便带着全家出来投降太祖。太祖亲自到路上迎接并任命张鲁为镇南将军，用对客人的礼节招待他，封他为阆中侯，食邑一万户。又封张鲁的五个儿子和阎圃等人，都为列侯。还为自己的儿子曹宇娶张鲁的女儿为妻。

张鲁去世，谥为原侯。儿子张富继承了他的爵位。

评论说：公孙瓒据守易京，坐以待毙。公孙度残暴而没有节制，公孙渊继承基业后也是同样的凶恶，都只能使他们的宗族招致灭亡。陶谦做事昏乱忧郁而死，张杨被他的部属砍下头颅；他们都曾占据州郡，但是为人连平民都不如：实在不值得一评。张燕、张绣、张鲁三人，丢掉强盗行径，进入功臣行列；避开了危险和灭亡，保全了祖宗的祭祀：比起上述的公孙度等人要好得多了。