时曹操正任司空,听到他的名声后,派人召他到府中任职。司马懿时年22岁,正血气方刚,满怀正义,知曹操为一代奸雄,又嫌曹操出身低微,耻为曹操手下,便借口自己患有风痹病,不能起居,婉言谢绝征召。曹操怀疑司马懿有意推托,夜间派刺客去探听虚实。来人把刀架在司马懿的脖子上,作出要刺杀他的样子,但司马懿躺在那里,瞪着两眼,一动不动,像真的风痹病人一样。
建安十三年(208年),曹操为汉丞相后,用强制手段,辟司马懿为文学掾。使者临行,曹操交代说:"若复盘桓,便收之"(《晋书宣帝纪》)。就是说司马懿再装病不来,就解决了他。司马懿这才害怕了,只得就职。
此后,司马懿"每与大谋,辄有奇策"。先后升任黄门侍郎、议郎、丞相东曹属、丞相主簿等职。曹操为了恢复北方经济,解决军粮问题,曾苦思良策,司马懿时任丞相军司马,向曹操建议推行包括民屯、军屯两类的屯田制度。曹操行之,结果曹操所统治区域,一时"务农积谷,国用丰赡"。以后成为曹魏制度,并设有专门的屯田官。这也是三国时期唯魏独强的原因之一。