夏侯渊是夏候惇的族弟，年轻时曾为曹操替罪坐牢，后被曹操营救。
[190年]，曹操在陈留起兵，夏侯渊先后任别部司马、骑都尉，后来又升为陈留太守、颍川太守。
[200年]，夏侯渊被任为督军校尉，参加官渡之战，获胜后受命掌管兖、豫、徐州军粮，当时曹军粮少，夏侯渊及时运粮，保障了供给，军威得以复振。
[206年]，昌豨再次起兵反叛，曹操派于禁前去攻打，不能攻克，于是又派夏侯渊前去。二人合力，击降其十余屯，昌豨为于禁俘斩，叛乱遂平。回军后，夏侯渊被拜为典军校尉。不久，济南、乐安黄巾军徐和、司马俱等部攻城掠地，斩杀官吏。夏侯渊率泰山、齐、平原郡兵大破黄巾军，斩杀徐和，平定诸县，并夺其军粮补充自己的部队。
[209年]，夏侯渊行领军随曹操征孙权，在赤壁之战中被孙刘联军击败，曹操回军后，派夏侯渊督诸将击破庐江叛将雷绪。后来，夏侯渊又担任征西护军，督徐晃等攻太原，攻下二十余屯，平定商曜之乱，屠其城。
[211年]，曹操派司隶校尉钟繇征讨张鲁，派夏侯渊等率兵出河东，与钟繇合兵。钟繇入关后，关中诸将起疑，以马超、韩遂为首的十部联军，据守潼关抗曹。夏侯渊随曹操出征，在渭南之战中击败马超。夏侯渊又督朱灵平定隃糜、汧氐，与曹操会师于安定，击降杨秋。
[212年]，曹操回邺城，让夏侯渊行护军将军，督朱灵、路招等镇守长安，率军击降了南山贼刘雄，进攻马超、韩遂余党梁兴于鄠，击破梁兴部队并杀掉梁兴。夏侯渊因功被封为博昌亭侯。同年，马超卷土重来，包围凉州刺史韦康于冀城，夏侯渊增援未到而韦康投降。当夏侯渊进军至距冀城200余里时，马超出城迎击，夏侯渊军交战不利，此时汧氐造**，夏侯渊引军退回。同月，冀城属吏杨阜起兵反马超，马超兵败，投奔张鲁。
[214年]，马超在张鲁支持下，卷土重来，包围祁山。杨阜、姜叙向驻守长安的护军夏侯渊紧急求援。有人说，须报请曹操批准，然后才能发救兵。但夏侯渊当机立断，立即出兵援救祁山。命将军张合率5000步骑兵，担任先锋，从陈仓小道而入，夏侯渊亲自督粮在后。张合进至渭水，马超率氐、羌数千众迎战张合。未战便即败走，张合率军收捡马超军遗下的器械。夏侯渊到时，诸县皆己投降。夏侯渊随后进攻驻军显亲的韩遂。韩遂得到消息后，便退走躲避。夏侯渊收其粮草，追至略阳城，离韩遂军只有20余里，部将中有的主张立即进攻，有的建议转攻兴国。夏侯渊则认为，韩遂兵精，兴国城固，都不能很快攻下，韩遂军中家在长离的羌人很多，不如转攻长离。于是，夏侯渊留部将看守辎重，亲率精兵轻装疾进，纵火攻焚长离羌屯，斩获其众。韩遂闻讯，果然率兵回救。夏侯渊韩遂对阵，部将见韩遂援兵势盛，欲挖堑筑营，暂避敌锋。夏侯渊则认为士兵转战疲敝，不能长久拖下去。于是下令击鼓冲锋，士兵奋勇争先，一举击溃韩遂的军队，得其旌麾，并乘胜包围兴国。氐王逃奔马超，其余投降。而后，夏侯渊挥师继进，又接连攻破高平等地，众皆逃走，夏侯渊收其粮谷牛马。战后，夏侯渊假节。同年，夏侯渊率兵讨伐在枹罕自称王30余年的宋建，一举攻克，得到曹操的称赞。随即派张合北渡黄河，进入湟中，招降河西羌族各部落，于是平定陇右地区。
[215年]，曹操征张鲁，夏侯渊率军与曹操会师休亭，攻降张鲁，占领汉中。曹操升夏侯渊为都护将军，并率张合、徐晃等进攻巴郡。曹操回师时，拜夏侯渊为征西将军，留其守汉中。次年，曹操增夏侯渊食邑300户，加上之前的一共800户。
[218年]，刘备进军至阳平关，夏侯渊率诸将阻击，两军相持至第二年。
[219年]，刘备率军进攻，夏侯渊派张合保护东围，自率轻兵保护南围。刘备奔袭张合，张合作战不利，夏侯渊分出数兵力，增援张合。夏侯渊为摆脱被动，率兵争夺定军山。蜀将黄忠居高临下，发动突袭，夏侯渊阵亡。
历史评价：
《魏书》：渊为将，赴急疾，常出敌之不意，故军中为之语曰：“典军校尉夏侯渊，三日五百，六日一千。”
曹操：宋建造为乱逆三十余年，渊一举灭之，虎步关右，所向无前。仲尼有言：‘吾与尔不如也。
陈寿：渊以亲旧肺腑，贵重于时，左右勋业，咸有效劳。