時曹操正任司空,聽到他的名聲后,派人召他到府中任職。司馬懿時年22歲,正血氣方剛,滿懷正義,知曹操為一代奸雄,又嫌曹操出身低微,恥為曹操手下,便借口自己患有風痹病,不能起居,婉言謝絕征召。曹操懷疑司馬懿有意推托,夜間派刺客去探聽虛實。來人把刀架在司馬懿的脖子上,作出要刺殺他的樣子,但司馬懿躺在那里,瞪著兩眼,一動不動,像真的風痹病人一樣。
建安十三年(208年),曹操為漢丞相后,用強制手段,辟司馬懿為文學掾。使者臨行,曹操交代說:"若復盤桓,便收之"(《晉書宣帝紀》)。就是說司馬懿再裝病不來,就解決了他。司馬懿這才害怕了,只得就職。
此后,司馬懿"每與大謀,輒有奇策"。先后升任黃門侍郎、議郎、丞相東曹屬、丞相主簿等職。曹操為了恢復北方經濟,解決軍糧問題,曾苦思良策,司馬懿時任丞相軍司馬,向曹操建議推行包括民屯、軍屯兩類的屯田制度。曹操行之,結果曹操所統治區域,一時"務農積谷,國用豐贍"。以后成為曹魏制度,并設有專門的屯田官。這也是三國時期唯魏獨強的原因之一。