孙权听后大笑："您确实是个真诚之人。"又在写给诸葛亮的信中表示：“你择邓芝为使，殊为英明。能将两国说至和合的人，也就只有邓芝。"
公元228年，诸葛亮准备北伐，进驻汉中，邓芝跟随，被任中监军、扬武将军，配合大将赵云佯攻郿城，作为疑兵吸引曹真所率的魏国主力。不想马谡在街亭被魏国大将张郃击败，箕谷疑兵因此遭到曹真攻击，不得不撤。
公元234年，诸葛亮病死北伐战场五丈原，邓芝升任前军师、前将军，领兖州刺史，封阳武亭侯，不久督领江州。因江州相接东吴，孙权多次与邓芝互致问候，馈赠丰厚。九年后，亦即公元243年，邓芝在江州任上迁任车骑将军，后又被授予假节。至此，证明当年张裕的预测超级精准。
邓芝个性刚强、质朴，不会掩饰情绪。邓芝器重姜维，但对其他士人除了工作沟通，少有私交。惟此，连大将军费祎都对他礼让三分。但也有不信邪的，将军宗预就是不肯屈服邓芝之人。一次，邓芝从江州回朝述职，凑巧邂逅宗预，便说："礼法上规定，六十岁的人应该离开军队，而你现在为何还能统领军队？"
邓芝官职大于宗预，照理宗预不能回呛，但宗预却反唇相讥："你都七十了，还手握兵权不放，我仅六十岁，为什么就不可以呢？"
据说邓芝对自己的死期，有着预感。《华阳国志》记载：邓芝出征涪陵时，发现缘山上栖有许多黑猿。邓芝的弓弩水平极高，他张弓搭箭，一箭射去，正中一猿。但奇怪的是，那只猿不掉地下，而是拔出箭矢，卷树皮、树叶塞住创口，冷眼静观邓芝。邓芝当场感慨："我违拗了物种的天性，我将死了。"另有一说，邓芝见到的是对母子之猿，正在树上嬉耍，邓芝用箭射中母猿，子猿为母猿拔箭，卷树皮、树叶塞住创伤。邓芝观之，叹息中将手中弓弩投入水中，对左右随从表示：自己死期不远了。
公元251年，邓芝逝世。关于邓芝获寿之龄，尚有疑窦存世。张裕卜算邓芝70岁位列大将军并封侯，邓芝在公元243年被提升为相当于大将军的车骑将军，如此算来，邓芝享年大约80岁。
时下四川省成都市内的武侯祠，出刘备殿东偏殿的东廊中，塑有十四尊纪念蜀汉一朝的文臣塑像，世称文臣廊，邓芝塑像排在第七位。
这里必须说个事，以便映衬邓芝的清廉。《三国志》载：邓芝为将二十余年，衣食住行十分简朴，私人所有消费，皆为俸禄支出。负责打理家中生计的邓芝之妻，有时甚至到挨熬饥寒的程度。夫妻俩死时，家中不见多余财物留给儿子。
封建时代的一个大官，能够做到如此清廉，实在难能可贵！时下纪检部门，当应提取邓芝事迹，用以教育官员。
据说西晋统治者在获知邓芝的清廉事迹后，"莫不惊之"，在提升其子邓良为广汉太守时，"无人置异"。