夏侯淵字妙才，是夏侯惇的族弟，曹操在家鄉時，曾經在縣裡吃了官司，要坐牢，夏侯淵替他承受重罰，曹操設法救他，才得以倖免。
曹操起兵後，夏侯淵以別部司馬、騎都尉的身份跟隨，又升任陳留、穎川太守。
等到曹操與袁紹在官渡交戰時，夏侯淵行使督軍校尉的職權，袁紹被擊敗，曹操派夏侯淵負責兗州、豫州、徐州的軍糧供應，當時軍糧短缺，夏侯淵運送糧草源源不絕，軍心得以重新振奮。
昌狶反叛時，曹操派于禁去討伐，沒有取勝，又派夏侯淵和于禁合力進攻，於是襲擊昌狶，收降了十幾個據點的駐軍，昌狶到于禁營中投降，夏侯淵返回，任典軍校尉。
濟南、樂安兩地的黃巾軍徐和、司馬俱等人攻城，殺死地方官，夏侯淵率領泰山、齊、平原三個郡的兵力前去征討，大敗敵軍，將徐和斬首，平定了各縣，繳獲對方的糧食來供應給將士。
建安十四年，曹操任命夏侯淵為行領軍，曹操征討孫權回來，派夏侯淵督管各路將領進攻廬江反叛者雷緒，雷緒被打敗後，夏侯淵又擔任徵西護軍，統領徐晃進攻太原盜賊，攻下二十幾個據點，將盜賊頭目商曜斬首，屠戮他的城池，夏侯淵隨軍征討韓遂等人，在渭南作戰，他又統領朱靈平定隃麋、幵氐兩地，他和曹操在安定會師，降服了楊秋。
建安十七年，曹操回到鄴城，讓夏侯淵擔任護軍將軍，統領朱靈、路招等人駐紮在長安，擊敗南山盜賊劉雄，降服了他的部眾。
他又在郭縣圍攻韓遂、馬超的餘黨梁興，攻克城池後，將梁興斬首，因功封為博昌亭侯，馬超在冀縣圍攻涼州刺史韋康，夏侯淵前去救援，救兵還沒到，韋康就戰敗了，距離冀縣二百多里處，馬超前來迎戰，夏侯淵作戰不利，汗氏縣人反叛，夏侯淵領兵撤回。
建安十九年，趙衢、尹奉等人謀劃討伐馬超，姜敘在崗城起兵來響應他們。趙衢等人欺騙馬超，勸他出城攻打姜敘，然後殺光了馬超的妻兒，馬超投奔漢中，返回後圍攻祁山，姜敘等人緊急求救，參與商議的眾將說需要受曹操的節制排程。
夏侯淵說：“曹公在鄴縣，往返四千裡，等到回信，姜敘等人一定失敗了，這不是救急的辦法。”於是他決定出兵，派張郃統領步兵、騎兵五千人為先鋒，從陳倉的狹窄通道經過，他親自押運糧草斷後。
張郃行進到渭水邊上，馬超率領幾千氐人、羌人迎戰張郃，還沒有交戰，馬超就逃走了，張郃進軍繳獲馬超軍的兵器，夏侯淵趕到，各縣已經全部歸降。
韓遂在顯親，夏侯淵打算攻取那裡，韓遂逃走，夏侯淵繳獲韓遂的軍糧，追擊到略陰城，距離韓遂二十多里時，眾將打算攻城，也有人說應該進攻興國的氐人。
夏侯淵認為韓遂兵士精良，興國城防堅固，進攻也不能立即取勝，不如進攻長離的羌族各部，長離羌族各部大多在韓遂軍中，一旦攻打他們必定回家救援，如果敵兵捨棄羌人不去救援那就會成為孤軍，如果去長離救援就能與之野戰這樣必然能夠俘房敵人夏侯淵留下將領看守輜重，自已帶領輕裝步兵、騎兵來到長離，進攻並燒燬羌人據點，斬殺繳獲甚多，羌族各部在韓遂軍中的，各自退回本部。
韓遂果然來援救長離，與夏侯淵的軍隊在陣前對峙。眾將見到韓遂兵多，十分擔心，想要安營紮寨挖掘塹壕再與他交戰。
夏侯淵說：“我們轉戰千里，現在再紮營挖塹壕，將士就會疲憊，不能久戰，賊寇人數雖多，卻容易戰勝。”於是他敲響戰鼓，大敗韓遂軍，奪取了對方的旌旗，回到略陽，進兵包圍興國。
氐人首領千萬逃往馬超那裡，其餘部眾都投降了，軍隊轉而進攻高平縣的匈奴屠各部，敵軍都四散奔逃，夏侯淵繳獲了他們的糧食牲畜，朝廷授予夏侯淵符節。
當初，枹罕人宋建趁涼州混亂，自稱河首平漢王，曹操派夏侯淵率領眾將去討伐宋建。
夏侯淵到了以後，包圍枹罕城，一個多月就攻克了，將宋建和他所設定的丞相以下官員全部斬首，夏侯淵另外派張郃等人平定河關，渡過黃河進入小湟中，河西羌族各部都投降了，隴西得以平定。
曹操下令說：“宋建叛逆作亂三十多年，夏侯淵將其一舉攻滅，雄霸關西，所向無敵。仲尼說：‘我和你都不如他。”
建安二十一年，夏侯淵增加封邑三百戶，算上此前的一共八百戶，他回軍後在下辯攻打武都的氐人和羌人，繳獲氐人的糧食十萬多斛。
曹操向西征討張魯，夏侯淵等人率領涼州的眾將和王侯以下官員，與曹操在休亭會師，曹操每次會見羌人、湖人，都用夏侯淵來恐嚇他們，正趕上張魯投降，漢中平定，曹操讓夏侯淵行使都護將軍職權，統領張郃、徐晃等人平定巴郡，曹操回到鄴，留夏侯淵鎮守漢中，立即任命他為徵西將軍。
建安二十三年，劉備駐紮在陽平關，夏侯淵率領眾將抵禦，雙方相持超過一年，建安二十四年正月，劉備在夜裡燒燬了夏侯淵營地周圍的鹿角，夏侯淵派張郃保護營地東邊外圍，自已率領輕裝部隊保護南邊外圍。
劉備挑戰張郃，張郃出師不利，夏侯淵分出自已率領的一半兵力援助張郃，被劉備偷襲，最終戰死，夏侯淵的諡號為愍侯。
當初，夏侯淵即使屢戰屢勝，曹操也經常勸誡他說：“做將軍也有膽怯懦弱的時候，不可以只仰仗勇力，將軍應該把勇力視為根本，行動時要憑藉智謀，只知道憑藉勇力，不過是一個匹夫的對手罷了。”
夏侯淵的妻子，是曹操妻子的妹妹，他的長子夏侯衡，娶太祖的弟弟海陽哀侯的女兒為妻，受到的恩寵特別優厚。夏侯衡繼承了夏侯淵的爵位，又改封為安寧亭侯。
黃初年間，朝廷封賞夏侯淵的次子夏侯霸為關內候，太和年間，又封賞夏侯霸的四個弟弟為關內侯。
夏侯霸，正始年間為討蜀護軍右將軍，進封博昌亭侯，一向深受曹爽的器重，他聽說曹爽被誅殺，擔心自已受株連，就逃入蜀國。
朝廷因為夏侯淵過去立下功勳就赦免了夏侯霸的兒子，讓其搬家到樂浪郡，夏侯霸的弟弟夏侯威，官至兗州刺史，夏侯威的弟弟夏侯惠，任樂安太守，夏侯惠的弟弟夏侯和任河南尹，夏侯衡去世後，兒子夏侯績繼承爵位，擔任虎賁中郎將，夏侯績去世，他的兒子夏侯褒繼承爵位。
