建安十六年（公元211年），任五官中郎将、副丞相。建安十八年（公元213年），曹操带着曹丕等人，回到亳州老家上拜坟墓。事毕，曹丕等乘马游观，经过东园，循着涡河，穿过高林，驻马书鞭，写下《临涡赋》。建安二十一年（公元216年），曹丕带着其子曹叡和东乡公主，随曹操东征孙权。
夺嫡之争曹丕是曹操的次子，曹昂死后，曹操还曾打算传位给环夫人所生的曹冲。曹冲字仓舒，是个神童，五六岁时智力已经“有若成人”。“他不仅聪慧过人，并且天性仁厚爱人，常常为不慎犯了过失的设法解免，“赖以济宥者，前后数十”。为此，他深得曹操的宠爱。可惜天不福曹氏，这样一个宁馨儿却在十三岁时就得病夭折了。他死后，曹操曾对曹丕说：“此我之不幸，而汝曹之幸也。”曹丕后来也常对人说：“若使仓舒在，我亦无天下。”然而，多才多艺的曹丕之后又出了一个曹植，其风流文采竟然更胜乃兄，深受曹操宠爱。于是就发生了丕、植兄弟间的夺嫡之争[]。
曹操长期在立嗣上狐疑不决，难免不影响下属。时间一长，下属间渐渐形成了拥丕派和拥植派两个集团。拥丕派有桓阶、邢颐、吴质、贾诩等等，拥植派有丁廙、丁仪、杨修、孔桂、杨俊等等，各自结为党羽，设计谋，造舆论，尔虞我诈，互相倾轧。拥植派中的杨修是个智谋过人的奇士，又身为曹操的主簿，消息特别灵通，对曹植十分有利，在他出谋画策之下，曹植在这场争夺战中渐占优势，“几为太子者数矣”。但因其“任性而行，不自雕励，饮酒不节。”而为曹操所不悦。
建安二十二年（公元217年），曹丕运用各种计谋，在司马懿、吴质等大臣帮助下，在继承权的争夺中战胜了弟弟曹植，被立为魏王世子。建安二十四年（公元219年），魏讽密谋攻打邺城，与之同谋的陈祎自首，曹丕率众平定，诛杀魏讽。
登基为帝