孫權聽後大笑："您確實是個真誠之人。"又在寫給諸葛亮的信中表示：“你擇鄧芝為使，殊為英明。能將兩國說至和合的人，也就隻有鄧芝。"
公元228年，諸葛亮準備北伐，進駐漢中，鄧芝跟隨，被任中監軍、揚武將軍，配合大將趙雲佯攻郿城，作為疑兵吸引曹真所率的魏國主力。不想馬謖在街亭被魏國大將張郃擊敗，箕穀疑兵因此遭到曹真攻擊，不得不撤。
公元234年，諸葛亮病死北伐戰場五丈原，鄧芝升任前軍師、前將軍，領兗州刺史，封賜武亭侯，不久督領江州。因江州相接東吳，孫權多次與鄧芝互致問候，饋贈鱧厚。九年後，亦即公元243年，鄧芝在江州任上遷任車騎將軍，後又被授予假節。至此，證明當年張裕的預測超級精準。
鄧芝個性剛強、質樸，不會掩飾情緒。鄧芝器重薑維，但對其他士人除了工作滿通，少有私交。惟此，連大將軍費禕都對他禮讓三分。但也有不信邪的，將軍宗預就是不肯屈服鄧芝之人。一次，鄧芝從江州回朝述職，湊巧邂逅宗預，便說："禮法上規定，六十歲的人應該離開軍隊，而你現在為何還能統領軍隊？"
鄧芝官職大於宗預，照理宗預不能回嗆，但宗預卻反唇相譏："你都七十了，還手握兵權不放，我僅六十歲，為什麼就不可以呢？"
據說鄧芝對自己的死期，有著預感。《華賜國誌》記載：鄧芝出征涪陵時，發現緣山上棲有許多黑猿。鄧芝的弓弩水平極高，他張弓搭箭，一箭射去，正中一猿。但奇怪的是，那隻猿不掉地下，而是拔出箭矢，卷樹皮、樹葉塞住創口，冷眼靜觀鄧芝。鄧芝當場感慨："我違拗了物種的天性，我將死了。"另有一說，鄧芝見到的是對母子之猿，正在樹上嬉耍，鄧芝用箭射中母猿，子猿為母猿拔箭，卷樹皮、樹葉塞住創傷。鄧芝觀之，嘆息中將手中弓弩投入水中，對左右隨從表示：自己死期不遠了。
公元251年，鄧芝逝世。關於鄧芝獲壽之齡，尚有疑竇存世。張裕卜算鄧芝70歲位列大將軍並封侯，鄧芝在公元243年被提升為相當於大將軍的車騎將軍，如此算來，鄧芝享年大約80歲。
時下四川省成都市內的武侯祠，出劉備殿東偏殿的東廊中，塑有十四尊紀念蜀漢一朝的文臣塑像，世稱文臣廊，鄧芝塑像排在第七位。
這裏必須說個事，以便映襯鄧芝的清廉。《三國誌》載：鄧芝為將二十餘年，衣食住行十分簡樸，私人所有消費，皆為俸祿支出。負責打理家中生計的鄧芝之妻，有時甚至到挨熬畿寒的程度。夫妻倆死時，家中不見多餘財物留給兒子。
封建時代的一個大官，能夠做到如此清廉，實在難能可貴！時下紀檢部門，當應提取鄧芝事跡，用以教育官員。
據說西晉統治者在獲知鄧芝的清廉事跡後，"莫不驚之"，在提升其子鄧良為廣漢太守時，"無人置異"。