郭淮代替征西将军一职。
夏侯霸素与郭淮不和，眼见郭淮成为顶头上司，心忖日后必祸己命，于是约邀堂侄夏侯玄，一并逃往蜀汉求生，但被夏侯玄拒之。于是夏侯霸带着少量亲随实施叛逃之举，不料在阴平地段，迷失方向，粮尽遇困，苦不堪言。好在蜀汉得知此情后，派人搜寻并将夏侯霸一行迎至成都。
蜀汉政府之所以如此厚待夏侯霸，源因公元200年，夏侯霸的堂妹夏侯氏，在外出打柴时，偶遇张飞，张飞喜其貌美羞纯，娶其为妻。夏侯氏所生之女，后来成为后主刘禅的皇后。因于这层关系，促就了夏侯霸敢投蜀汉、蜀汉找迎夏侯霸的历史。
夏侯霸一到成都，后主刘禅即予召见。出于消解夏侯霸早年所立为父报仇之志，刘禅说："你的父亲是自己在两军交战时，不幸阵亡的，并非是我的父亲下令斩杀的。"说罢，又指着自己的儿子介绍道："这是夏侯氏的外甥。"
因于皇后的关照，夏侯霸被蜀汉予以重用，任职车骑将军。而司马懿则念夏侯渊早年的功勋，也没对夏侯霸留在魏国的儿子，追究其父投靠敌国的连带之罪而予抄斩，只是勒令迁徙到偏僻的乐浪郡，即时下朝鲜首都平壤聊度余生。
夏侯霸降蜀后，意欲完成诸葛亮伐魏遗愿的姜维，征询夏侯霸："司马懿既已彻底把持了魏国朝政，你觉得他会不会再滋征伐别国的企图？"
夏侯霸分析道："司马懿必须整理魏国诸多内部事务，因此没有精力顾及对外征伐，倒是有个名叫钟会的人，年纪虽轻，野心不小，如果日后他掌魏国朝政，恐成东吴、蜀汉两国的忧患之人。"
有件趣闻，不得不提。一次，夏侯霸与慷慨壮烈、美名四扬的蜀汉荡寇将军张嶷交谈后，欲交朋友，便对张嶷说："虽然与你相识时间短促，但感觉你为人不错，将心交给你，就像交给老朋友一样，你应该明白我的意思吧？"
张嶷却不买账，不卑不亢地道："我不知道你，你也不知道我，大道在你这里，你怎么能将心随便托于我呢？希望三年之后再说这话，让时间证明吧。"从中可见，张嶷对夏侯霸的叛逃之举，抱的是不屑之态度。
夏侯霸曾多次参与姜维对魏国的战事。公元255年，司马师在平定淮南之叛时病死，姜维借机与夏侯霸、张飞之子张翼等，率领数万军马，分兵三路伐魏。夏侯霸在洮西大败魏国雍州刺史王经。
夏侯霸是三国后期一位有着较大影响力的人物，但奇怪的是，《三国志》作者陈寿却将其简单化，以"为尊者讳"