同年九月，曹操其时在汉中与蜀军鏖战，而刘备栖军于山头之上，命刘封下山挑战。曹操便骂：“你这个卖草鞋的小子，竟然派你的义子领兵来抵抗我，啊，看我叫我（亲生）的黄须儿来。”于是下令召曹彰助战。曹彰于是日夜倍道兼进，然而西到长安之时曹操已经从汉中回来。曹操东还后，以曹彰行越骑将军，留守长安。
建安二十五年（公元220年），曹操到洛阳后，得了重病，使驿马往召曹彰。但曹彰未至，而曹操已经逝世了。曹丕即王位，曹彰与诸侯各去自己的封国，曹丕颁布诏书说：“古代帝王之道，用功勋来使亲人和睦，并分封母弟，建立邦国以继承家业，所以能保卫大宗，抵御侵略，防止灾难。曹彰以前奉命北伐，平定朔方的土地，功勋盛大，给他增加食邑五千户，连同以前的共一万户。”
黄初二年（公元221年），曹彰进爵为公。[]
黄初三年（公元222年），曹彰被封为任城王。
病薨府邸
黄初四年（公元223年），曹彰进京朝觐，其间得急病，六月十七日（8月1日）暴毙于府邸中，追谥曰威王，享年三十五岁。下葬之时，朝廷赐他銮辂龙旗、虎贲勇士一百人，仿照汉朝东平王刘苍的旧例[] 。他的儿子曹楷承袭了爵位[] 。
爱妾换马
乐府诗古辞相传有《爱妾换马》一辞，今已不传。《独异志》讲，后魏曹彰，性格倜傥。一次偶然见到一匹骏马，十分喜爱，但马主人也很珍爱。曹彰说：“我有美妾可以交换，随你挑选。”马主人便指定一妓，曹彰即与之交换。
后以此典形容豪族富人所谓风流豪放的行为；也用以咏妾或咏马。
任城王曹彰小时刚强坚毅，学习阴阳家学说和谶纬术数，诵读《六经》、《洪范》等典籍数千言。父曹操