《魏略》：真本姓秦，养曹氏。或云其父伯南夙与太祖善。兴平末，袁术部党与太祖攻劫，太祖出，为寇所追，走入秦氏，伯南开门受之。寇问太祖所在，答云“我是也。”遂害之。由此，太祖思其功，故变其姓。
《三国志》记载，曹操起兵讨伐董卓时，曹真之父曹邵为曹操招募兵马，后为豫州牧黄琬所杀害，曹操于是收养丧父的曹真。但另据裴松之注引《魏略》的记载，曹真本姓秦，其父秦邵素来与曹操相善。兴平末年，袁术部曲与曹操在豫州交战，曹操一次外出时侦察时，遭遇袁术部曲追杀，幸得曹真之父冒名顶替，袁术部曲误以为他就是曹操，遂杀之而去，使曹操躲过一劫。由此曹操想到秦邵恩德，因此曹操收养曹真，变易其姓，才转姓曹。曹操收养曹真后，让他与曹丕等一起生活。曹真力大勇猛，有一次射猎时被虎在后面追逐，曹真回马射虎，虎应声而倒。曹操壮其鸷勇，让他成为虎豹骑中的将领，讨伐灵丘黄巾军后被封为灵寿亭侯。
建安二十三年（218年），刘备率领诸将起兵攻汉中。曹真以偏将军率领所部，与都护将军曹洪、骑都尉曹休、雍州刺史张既等击破刘备别将吴兰于下辨，被拜为中坚将军。九月，随曹操亲征至长安，被授予中领军一职。
建安二十四年（219年），刘备南渡沔水，于定军山斩杀曹军统帅夏侯渊。曹操十分忧虑汉中战事，遂任命曹真为征蜀护军，后督徐晃等于阳平关击破刘备别将高翔。曹操从长安率军进入汉中，但其后却无法击破刘备，遂决定放弃汉中。曹操命令各路军队陆续退出汉中，又令曹真到武都去迎接曹洪所部回屯陈仓。
延康元年（220年），曹丕即位魏王，以曹真为镇西将军，都督雍州及凉州诸军事，追录其前后功勋，进封东乡侯。当时曹丕开始置凉州刺史一职，任命安定太守邹岐为刺史。张掖人张进挟持太守在酒泉反叛，率军阻拦邹岐赴任。曹真遣费曜进军讨平张进的叛乱。后回洛阳，升至上军大将军，都督中外诸军事，假节钺，成为曹魏军队的最高统帅之一。
黄初二年（221年）十一月辛未，治元多、卢水、封赏等诸胡组成联军在河西作乱，时任镇西将军曹真率领众将进讨诸胡联军，大获全胜，平定河西，据《魏书》记载，此战“斩首五万馀级，获生口十万，羊一百一十一万口，牛八万”，破胡告檄传到洛阳后，曹丕非常高兴，大笑说：“我在帷幕之内运筹帷幄，诸将在万里之外奋勇作战，其相应若合符节。前后战克获虏，没有如此之多的,此战重新打通了西域和中原王朝往来的道路，次年二月，鄯善、龟兹、于阗王各遣使奉献，曹魏恢复了汉朝在西域的统治。
黄初三年（222年），曹丕兵分三路，南征孙权，命曹真与征南大将军夏侯尚、左将军张郃、右将军徐晃率领中路大军攻打南郡江陵县。曹真先是击破吴将孙盛，又令夏侯尚击退了前来增援的诸葛瑾，夺据江陵中洲，彻底包围江陵城。曹真命令士兵堆土山、挖地道，在城边立起楼橹，向城中放箭。但吴军守将朱然指挥得当，曾攻破两个营垒。大军围城六个月，吴军粮谷将尽，城破在望，但疫疾大起，孙权重新遣使纳贡， 魏军撤退。 之后曹真又转为中军大将军，加给事中。黄初七年（226年），曹丕驾崩，曹真与镇军大将军陈群、征东大将军曹休、抚军大将军司马懿四人受遗诏辅政，魏明帝曹叡即位后，进封邵陵侯，迁为大将军，地位仅次大司马曹休。
太和二年（228年），蜀汉丞相诸葛亮北伐，南安、天水和安定三郡皆投降蜀汉。曹叡于是亲征至长安，遣曹真为督诸军驻于郿，曹真派左将军张郃进军援救，于街亭之战中大破马谡，同时，曹真在箕谷击败赵云、邓芝的偏师， 增援部队开进陇右，诸葛亮为避免遭受夹击，于是退兵。起初，安定人杨条等劫持官吏据守月支城响应诸葛亮，曹真军至安定，杨条对其众说：“大将军亲自来了，我愿意尽早出降。”遂自缚出降。于是陆续收复三郡。战后，曹真认为诸葛亮必攻陈仓，于是命将军郝昭、王生守陈仓，修筑城池。翌年春天诸葛亮果然攻打陈仓，郝昭早已有备而战，诸葛亮不能攻克，同时蜀汉军队兵粮不足，致使诸葛亮无功而还。曹真因功被增加食邑，并前二千九百户。
太和四年（230年），曹真入朝，接替曹休，迁为大司马，赐剑履上殿，入朝不趋。曹真上表认为蜀汉多次犯境，建议数路大军攻伐蜀汉。曹叡采纳，但司空陈群反对从斜谷进军的计划，曹真再次上书要求从子午道进攻汉中，陈群有陈述不能出兵的理由，且认为大规模征战军事用度花费甚巨。曹叡下诏将陈群的意见提供给曹真参考，但曹真却据此诏书随即出发，改从子午道入；另遣大将军司马懿经汉水进军，郭淮、费曜等部或从斜谷入、或从武威入。后因汉中艰险，会逢雨季，栈道遭雨水冲刷断绝，曹真用了一个月，才走了一半路程，朝中大臣华歆、杨阜、王肃等都上疏劝魏明帝下诏撤军，至九月，曹真只得受诏撤退。曹真因病返回洛阳后，曹叡亲自前往其府邸探望。
太和五年（231年），曹真去世，获谥为元侯，由长子曹爽继承爵位。曹叡追思曹真之功，下诏说：“大司马一生忠孝节义，辅佐二祖，对内，不因自己是皇亲而邀宠；对外，也不鄙视贫寒之士，真可谓是守成业、忠职守、道德高尚的人啊！分封曹真的五个儿子羲、训、则、彦、皑为列侯。” 曹真年轻时与同宗曹遵、同乡朱赞一同仕于曹操。曹遵、朱赞早亡，曹真同情他们，上表将自己的食邑分封给他们的儿子，得到准许。 曹真每次征伐，都能与将士同甘共苦，军费不足，就用自己家的钱财赏赐，所以士兵都愿为他效力
