端平三年(1236年)春，蒙古军再次南侵。一举攻下沔州(今陕西勉县)，继而进围青野原(今甘肃徽县南)。宋军被困，请求救兵解围。曹友闻闻讯，召集部将说：“青野原为蜀咽喉，不可缓”。急派弟曹友万领军自冷水品渡嘉陵江，至六股株，抄小道直奔青野原。曹友闻引精兵随后赶到，同守军一起内外夹攻，击退蒙古军，因功授武德大夫、左骁大将军。

自端平元年(1234)以来，蒙古军屡犯金牛(今大安镇)、大安(今唐渡乡擂鼓台一带)，曹友闻与弟曹友万誓死抗击。 1235年，蒙古大汗窝阔台发动了第一次侵宋战争，西路军直逼四川。这年十二月，蒙古军攻陷沔州(今略阳)，直逼大安。曹友闻率兵把守仙人关，探知蒙古军大举来犯，对曹友万说：“国家安危在此一举，众寡不敌，岂容浪战。惟当乘高据险，出奇兵，藏埋伏以待来犯，誓与阵地共存亡。”

曹友闻派遣部将急速前往鸡冠隘（今阳平关鸡冠山下）、阳平关（原阳平关在今黄家坝）据守。部署刚定，蒙军数万已突至阳平关，即命令出击。又亲帅帐兵和背嵬军（即亲兵）突出阵前，左右奔驰射退敌兵。友闻料定：“敌人必回兵攻鸡冠隘，应加紧增援。”后来蒙军果然以步兵万余猛攻隘口。曹友闻立令步骑直冲前去左右夹攻，蹀血10余里，敌方败退。

端平三年（1236年）八月，蒙兵攻陷兴元府（今汉中市），欲冲大安。南宋制置使赵彦呐令友闻控制大安，以保蜀口。曹友闻驰书赵彦呐称：“沔阳蜀之险要，吾重兵在此，敌有后顾之忧，必不能逾越沔阳而入蜀，又有曹友万和王宣首尾呼应，可保证大捷。大安地势平圹，无险可守，正好发挥敌人骑兵之所长，我步兵之所短，况众寡不敌，岂可在平地控御。”赵彦呐不以为然，一日七次持小红牌来催促急速行动。曹友闻认为以寡击众，非乘夜出奇兵内外夹攻不可。于是命曹友万、曹友谅领兵上鸡冠隘，多张旗帜，向敌人显示我军坚守的决心。曹友闻则选精锐部队万人，夜渡嘉陵江，秘密往流溪沟埋伏。事先相约，敌人来到，内以擂鼓举火为号，外呼杀声以响应，两面夹击蒙古军。部署既定，九月二十二日，蒙兵果然来犯，曹友万冲出阵前迎战。敌将八都鲁拥有万余众，达海率千人，往来搏战，矢石如雨。曹友万身被数创，遂令诸军举火。

九月二十七日，曹友闻遣诸军全面迎战；又亲率精兵3000人疾驰往鸡冠隘，但在进军的路上遭遇暴雨。诸将请求：“雨不停烂泥没足，等稍晴再战。”曹友闻责备说：“敌人知道我伏兵在此，迟缓必失良机。”遂拥兵齐进。曹友闻入龙尾头，曹友万闻五鼓已响，即冲出鸡冠隘口与曹友闻会合，内外两军皆殊死战斗，夹击敌军，血流20里，蒙古人的营寨被宋军连破数十个，尸体更是在阳平关外堆积如山。西川的军队素以绵裘代替铁甲，此时尽被雨湿透，不利徒步战斗。二十八日黎明，蒙将汪世显率大批蒙军蜂拥而至，在三泉以铁骑四面包围宋军，曹友闻叹息说：“这难道是老天注定的吗？我只有为国战死而已！”于是破口骂战，杀死自己所骑战马，以表示殉国的决心。血战更加激烈，曹友闻与弟曹友万皆战死，全军覆没。南宋朝廷闻知曹友闻讣讯，特赠其为龙图阁学士、大中大夫，赐庙额为“褒忠”，谥号“毅节”。

曹友闻曾以掌书记职务征辟汉州人安如山，但被其拒绝。当安如山听说曹友闻战死后，遂前往战场，收殓其遗骨，将曹友闻葬于曹氏家族墓旁。

汪世显素来佩服曹友闻的威名，曾赠其名马，等到他于嘉熙元年（1237年）攻宋回师时，路经曹友闻与蒙军激战之地，感叹道：“蜀将军真男儿也！”于是以盛礼致祭。

曹友闻战死后，蒙古军长驱入蜀，成都、利州、潼川三路的二十余州都被蒙古军攻下。

安如山《曹将军》：

将军精悍姿，齿齿碎铁石。在昔童稚中，但闻饱经术。纵横骋柔翰，丹雘间金碧。有司塞明昭，敝邑屈词伯。芹香春水生，冠玉侍重席。脱略章句陋，搜抉穷理窟。未及文化成，其如王土窄！丈夫报主怨，岂必蒙清秩。苍然请去位，满面秋栗烈。纠合熊虎群，旌旆扬广陌。正当摩厉间，一鼓拔劲敌。屯兵沔水源，千里斧截截。浩荡排烟旻，西极安屼嵲。奈何国无人，腐儒秉旄钺。赏予入私门，金汤授盗贼。公时奋臂争，反遭献玉刖。三军视马首，痛哭下天壁。功成坐龃龉，愤怒须插戟。中宵拔剑起，肃肃整劲翮。吐气风云生，搴旗陷坚列。贯穿死生地，蹀血天地黑。势虽众寡悬，形未雌雄决。路穷断首尾，众尽乃手格。岂知龙虎逝，黯淡山川色。百万尚震惊，呜呼死诸葛。长城但自坏，千古痛稠结。肉食无远谋，野史有直笔。酒酣歌节士，皛皛霜月白。

汪世显：“蜀将军真男儿汉也。”

刘麟瑞有诗二首赞道：

黄辉《曹友闻祠》：“卷地尘来可奈何，大旗风雨动关河。荒林不辨将军树，古岭空传壮士歌。深夜有人闻铁马，斜阳无事看金戈。空江萧瑟英雄泪，流入岩石怨恨多。”

弟弟：曹友万，与曹友闻一同战殁。赠武翼大夫。

据《宋史》记载，曹友闻至少有二子一女。

《宋史》卷208《忠义传四》

曹友闻祠位于古朝天关附近，其名取自南宋朝廷所赐庙额“褒忠”。始建于明代，殿宇宽敞，气势恢宏，由于地处古驿道旁，行人多去瞻仰。清人曾对其进行过重修，今存遗址。