邓氏曾经是南阳新野一带的大族，但邓艾的家世已经不能详考。邓艾自幼丧父，邓艾生活在战争频仍、社会动荡的年代，生活在土地高度集中、豪强兼并剧烈的中原，日子的艰难是可以想见的。不过，邓艾从小受过良好的，这对他的一生产生了重大的影响。
建安十三年（208），曹操攻下荆州后，曾强行将当地人民北迁，邓艾及其母亲、族人便在这时被强迁到汝南（今河南上蔡）作屯田民因年幼，邓艾最初是当放牛娃。但他从小有大志向，决心通过奋斗来改变自己的命运。
十二岁时，又随母至颍川，读到已故太丘长陈?碑文中的两句：“文为世范，行为士则”，欣然向慕，于是自己命名为邓范，字士则。后来，宗族中有与他名字相同者，遂改今名。
在屯田民中，有才学的人很少，邓艾凭其才学被推荐为典农都尉（相当于县）学士，由此可以担任典农都尉的佐、干等下级官吏，以后如有劳绩还可能逐步升迁，这对于出身卑微的人来说，不失为一条改换门庭的进身之路。但因为口吃，典农都尉认为他不适于担任重要职务，便指派他充当做一名看守稻草的小吏。同郡一长者见其家贫，经常资助他，而邓艾并不表示感谢。
邓艾喜欢军事。每见高山大川，都要在那里勘察地形，指划军营处所，遭别人讥笑也不介意。
当时，出身贫寒的屯田部民要出人头地谈何容易，邓艾平淡地过了近二十年。后来总算当上了典农功曹，帮助管理屯田。一次，邓艾上洛阳去呈报，有机会见到洛阳太尉司马懿。司马懿很赏识他的才能，征召他为太尉府的掾属，后升任尚书郎。
遇到司马懿，可以说是邓艾一生的重大转折。
正始（240—249）初，魏国准备在东南一带进行屯田，积储军粮，对付吴国，因此就派邓艾前往视察。邓艾从陈县（今河南淮阳）、项县（今河南沈丘）一直巡视到寿春。经过考察，邓艾提出了两项重要建议：第一，开凿河渠，兴修水利，以便灌溉农田，提高单位面积产量和疏通漕运。第二，在淮北、淮南实行大规模的军屯。他认为：“田良水少，不足以尽地利，宜开河渠，可以引水浇溉，大积军粮，又通运漕之道”（《三国志?魏书?邓艾传》）。于是，便著《济河论》阐明了自己的观点。邓艾还认为：“昔破黄巾。因为屯田，积谷于许都以制四方。今三隅已定，事在淮南，每大军征
举，运兵过半，功费巨亿，以为大役。陈、蔡之间，土下田良，可省许昌左右诸稻田，并水东下。令淮北屯二万人，淮南三万人，十二分休，常有四万人，且田且守。水丰常收三倍于西，计除众费，岁完五百万斛以为军资。六七年间，可积三千万斛于淮上，此则十万之众五年食赤壁遗雄烈，青年有俊声。弦歌知雅意，杯酒谢良朋，曾谒三千斛，常驱十万兵。巴丘终命处，凭吊欲伤情。
也。以此乘吴，无往而不克矣”（《三国志?魏书?邓艾传》）。司马懿看后，非常满意，采纳并实施了。从正始二年（241年）起，魏国在淮南、淮北广开河道，大举屯田。北以淮水为界，自钟离以南，横石以西，至?水源头之间的四百多里范围的土地上，五里设置一个军屯营。每营六十人，一面屯田，一面戍卫。同时，淮阳、百尺两条河渠也拓宽了，从黄河引水注入淮水和颍水，颍南、颍北修成了许多陂田。淮水流域挖掘了三百多里长的水渠，灌溉农田二万顷，从而使淮南、淮北连成一体。几年之后，从京都到寿春，沿途兵屯相望，鸡犬之声相闻，出现了一派繁荣富庶的景象。从此，淮水流域的水利和军屯建设得到飞速的发展，魏国在东南的防御力量也大大加强。每当东南有战事，大军便可乘船而下，直达江淮。军资粮食有储备，又没有水害。这些，都是邓艾的功劳。
可以说，曹魏政权能在三国中始终保持实力最强，特别是后期，邓艾的许多政治主张都起了很大的作用。
正始四年（243），邓艾出任参征西军事，转任南安（今甘肃陇西东南）太守。
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