秦惠文王昨天到了略阳（县），歇息了一夜，惊魂方定，今早起来，凄然对司马错说：“想不到我刚刚称王就遭此大败。”司马错说：“未将无能，让大王受惊”。秦惠文王说：“不是你无能，也不是你的过错，想不到楚怀王如此神勇，楚军战斗力如此之强悍”。秦惠文王等人刚用完早餐不久，忽见快马慌张来报：“报大王！楚怀王率大军已到褒汉（汉中市），大队人马正朝这边开来”。司马错闻报对秦惠文王说：“大王率军速奔陇南（市），末将在此守城阻截，与楚军决一死战”。秦惠文王拉着司马错的双手说：“你的臂伤未愈，气力不佳，你不是楚怀王对手，不要在此枉送性命，本王宁可不要此城，也不能没有你这名将，你速带齐兵马随本王到陇南（市）”。于是，司马错随同秦惠文王弃城逃往陇南（市）。楚怀王率领大军到了略阳（县），见秦惠文王已弃城逃往陇南，随拨三千步军，二千马军驻守略阳（县），自己率领着大队人马返回褒汉（汉中市）。
再说昭睢率四万马、步军渡过汉水，进击南郑。蜀国侯闻讯，即命关闭城门，亲率一万三千名马、步军死守城墙，企图负隅顽抗到底。昭睢率四万楚军渡过汉水，到了南郑城下列阵叫战，蜀军既不出战，又不投降。昭睢只好命军士准备擂木、云梯攻城。这时，楚怀王率领大军返回褒汉（汉中市），即命二万步军渡河攻城，蜀国侯见状，只好率军从后山逃走，可这南郑后面都是嵩山峻岭，军士是可以翻山越岭逃走了，可战马却不会翻越悬崖绝壁，一万多匹战马都走不了。蜀国侯本想命军士将战马杀死，不留给楚军，但已是来不及了。只听楚军杀声震天，从西东两翼包抄过来，五万楚军已分别杀向战斗村、郭家营（南郑县西侧）、夏家庵和歇马乡（南郑县东侧），蜀国侯只好带着蜀兵仓惶从后山越岭逃走。昭睢率领楚军进入南郑，见蜀军已从后山越崖抓绳下壁逃走，随命军士砍掉藤绳，封堵后山通路，然后拨出三千步军、二千马军把守南郑，自己则率着大队人马过河返回褒汉（汉中市）。
至此，历时十天的褒汉大战以楚军全胜，秦、蜀联军溃败而结束，它包括汉阴、石泉、城固和南郑等，其中决定双方胜败的关键一战是开始的汉阴之战。褒汉这一战，楚军共斩杀秦、蜀联军十九万五千兵，其中：秦军八万五千，蜀军十一万；缴获战马三万五千匹，盔甲兵器十九万套，粮草粮车一大批。这此一战，楚怀王拓地从安康市到略阳县四百余里，取得褒汉（汉中市）、汉阴、紫阳、镇巴、宁陕、石泉、西乡、城固、南郑、宁强、略阳等十邑（县）之地。而秦惠文王在年初自称为王，刚有问鼎中原，取代魏惠王而称霸天下的意思，便在褒汉之战中被楚怀王打得狼狈不堪，仓逃如漏网之鱼，几乎被楚军活捉。自此以后，秦惠文王一听到汉中郡和楚怀王这两个名字就心有余悸。
随后，楚怀王改褒汉为汉中郡，管辖范围自略阳县至房县七百余里，撤消庸郡，并令庸郡的郡守到汉中任职，将原来庸郡的郡治从旬阳迁移至安康，作为汉中郡的分暑，并在褒汉设宴，犒赏三军三天。楚怀王举起酒樽对全体将士说：“汉水是我楚国人的发祥地，在上古时期，楚人沿着汉水而下，到达荆汉。因此，楚既是荆，也是汉。今天，我们是来到祖先的故土，而祖先的故土在今日重归我楚国，可喜可贺。这里既不是褒，也不是郑，而是汉，我要在这里设立郡治，把祖先的故里发扬光大。这里是汉水的中游，因此，从今日起，这里就正名为汉中郡”。只见楚军个个手举长枪，振臂欢呼：“汉中郡”！“汉中郡”！
三天后，楚怀王任命柳襄（因柳刘同音、后改称为刘，刘扬之父、刘邦的曾祖父）为大将军，率十万楚军（四万马军、六万步军）镇守汉中郡，并把伤员安置在汉中疗养。柳襄接命，随之传令：二万马军、三万步军驻扎在汉中，其中略阳、宁强、南郑、西乡、镇巴各二千骑兵、三千步兵，其余的一万骑兵、一万五千步兵驻扎在汉中，分布在勉县、汉中、城固三处。二万马军、三万步军驻扎在安康，其中镇安、紫阳、镇坪、房县、郧西各二千骑兵、三千步兵，其余的一万骑兵、一万五千步兵驻扎在安康，分布于汉阴、安康、旬阳三出。柳襄随令各处军士开荒种地，操练兵马，不得松懈。楚怀王一切布置妥当，随和昭睢率领十五万大军（马军五万、步军十万，因为楚军取得节节胜利，从安康到汉中共新招了七万余名兵勇）浩浩荡荡的班师回到了荆州。