刘备大宴群臣的涪城大会，实际也是一次正式的誓师大会。既鼓舞了士气，又大大震撼了益州。成都城内上上下下一片恐慌。刘璋暗弱，拘泥于义，不善战事。《三国志·法正传》载，州从事郑度向刘璋进言：“左将军(刘备)悬军袭我，兵不满万，士众未附，野谷是资，军无辎重。其计莫若尽驱巴西、梓潼民内(迁)涪水以西，其仓廪野谷，一皆烧除，高垒深沟，静以待之。彼至，请战，勿许，久无所资，不过百日，必将自走。走而击之，则必擒耳。”郑度的计谋实际上是一种非常厉害的、历史上屡行屡效的“坚壁清野”的策略。刘备闻听郑度出此计策，忧虑万分，急忙向法正请教对策，法正甚知刘璋，肯定地对刘备说：刘璋迂腐透顶“终不能用，无可忧也”。果如法正所言，对其群下说：“吾闻拒敌以安民，未闻动民以避敌也。”刘璋不愿贻害于民。不仅不用郑度的计策，而且罢免了郑度的职务。其结果是地方上的仓库、田间的野谷，一无所动，全部资敌。
《华阳国志·刘二牧志》说得很对：“(刘璋)绌(通黜)度不用，故刘主所至有资，进攻绵竹。"
建安十八年(213)五月，刘备出兵攻打成都，刘璋兵分三路进行抵抗：一遣其将扶禁、向存抄刘备后路，“帅万余人由阆水(今嘉陵江)上，攻围(霍)峻”。据载，相持一年而不能下，“峻城中兵才数百人，伺其怠隙，选精锐出击，大破之，即斩存首”。二遣其将刘聩、冷苞、张任、邓贤、吴懿等从正面迫击刘备，结果“皆破败，退保绵竹”。中郎将吴懿至刘备军投降，刘备任命他为讨逆将军。三遣护军将军李严、参军费观督绵竹军抗拒刘备，结果严、观亦率其众投降刘备，同时被任命为裨将军。
刘备实力大增，军威大振，遂分遣诸将平定下属各县。刘瓒、张任与刘璋的儿子刘循退守雒城(今四川广汉北),刘备将雒城团团围住。张任勒兵出战于雁桥(在雒城南),兵败。刘备对张任“忠勇”早有耳闻，劝其投降，张任厉声回答说：“老臣终不复事二主矣。”刘备只好杀了他，尽管他很惋惜。
建安十九年(214)五月，刘备布置军队，进攻成都命关羽总统荆州事，让诸葛亮与张飞、赵云溯流而上，攻克巴东(巴东郡，辖今四川云阳、重庆奉节等地),入巴郡(治今重庆)。进而南北配合，进攻成都。
诸葛亮、张飞率部入川，几乎是**，未遇强烈抵抗，很快便克复白帝到达江州(今重庆)。巴郡太守赵笮和将军严颜进行了抵抗，失败。张飞生擒严颜，张飞与严颜有一段很有趣的对话：张飞怒斥严颜：“大军至此，你我直以不但不投降，以而敢于抵抗?”
严颜：“你们无法无天，侵入我州，我们州里只有断头将军，而从来没有投降将军!"
张飞大怒，喝令左右：“推出去斩了!”严颜面不改色，心平气和地说：“砍头就砍头嘛，发什么怒呢?”张飞被他的凛然正气所感动，命人为他松绑，留严颜帐下供职。
继而，诸葛亮、张飞、赵云分兵略地。
诸葛亮平定德阳(今四川遂宁),“璋帐下司马蜀郡张裔拒亮，败于柏下(当为陌下，在今遂宁东南),裔退还”。
张飞攻巴西(治今四川阆中),“巴西功曹龚谌迎飞”。赵云平定江阳(治今四川泸州)、犍为(治今四川彭山)。
这样，北有刘备及其亲自率领的黄忠、魏延各军，东有张飞，南有诸葛亮、赵云，不到一年时间，就完成了对成都的军事包围。
刘备围攻雒城约有一年。在此期间，刘备让法正给刘璋写了一封长长的劝降书，主要内容如下：
法正首先为自己反叛寻找开脱理由，因说“受性无术，盟好违损，惧左右不明本末，必并归咎，蒙耻没身，辱及执事，是以损身于外，不敢反命”;接着又向刘璋表忠心，因说“前后披露腹心，自从始初以至于终，实不藏情，有所不尽”,而今国事已危，“虽捐放于外，言足憎尤，犹贪极所怀，以尽余忠”。此类话语，自然属于推辞。既为叛国之臣，不得不这样说。
然后，直陈要害，指出刘璋“左右不达英雄从事之道”,进而为刘璋分析当前形势，归纳为四点：第一，刘备已经站稳了脚跟，并且强调刘备不怕持久之战，“事变既成，又不量强弱之势，以为左将军(刘备)县远之众，粮谷无储，欲得以多击少，旷日相持。而从关至此，所历辄破，离宫别屯，日自零落。雒下虽有万兵，皆坏阵之卒，破军之将，若欲争一旦之战，则胜负之分。各欲远期计粮者，今此营守已固，谷米已积，而明将军(刘璋)土地日削，百姓日困，敌对遂多，所供远旷。愚意计之，谓必先竭，将不复以持久也。空尔相守，犹不相堪”。第二，刘备军队已经占领了益州大部，民心思易，“今张益德数万之众，已定巴东，人犍为界，分平资中、德阳，三路并进，将何以御之?本为明将军计者，必谓此军县远无粮，馈运不及，兵少无继。今荆州道通，众数十倍，加孙车骑遣弟及李异、甘宁等为其后继。若争客主之势，以土地相胜者，今此全有巴东，广汉、犍为，过半已定，巴西一郡，复非明将军之有也。盖益州所仰唯蜀，蜀亦破坏。三分亡二，吏民疲困，思为乱者十户而八。若敌远则百姓不能堪役，敌近则一旦易主矣。广汉诸县，是明比也”。第三，战略要地已失，成都、雒城必将不保，“又鱼复(后改名白帝城，在今重庆奉节东)与关头(白水关)实为益州福祸之门，今二门悉开，坚城皆下，诸军并破，兵将俱尽，而敌家数道并进，已人心腹，坐守都、雒，存亡之势，昭然可见。”最后切入主旨，告诉刘璋，只有投降才是唯一出路：“以正下愚，犹知此事不可复成，况明将军左右明智用谋之士，岂当不见此数哉?旦夕偷幸，求容取媚，不虑远图，莫肯尽心献良计耳。若事穷势迫，将各索生，求济门户，展转反复，与今计异，不为明将军尽死难也，而尊门犹当受其忧。正虽获不忠之谤，然心自谓不负圣德，顾惟分义，实窃痛心。左将军从本举来，旧心依依，实无薄意。愚以为可图变化，以保尊门。”
一石激起千层浪，法正的信，不仅给刘璋以威胁，而且使刘璋的军心大为瓦解。
刘备围雒期间，发生了一件不幸的事，军事中郎将庞统率众攻城，为流矢所中，卒于阵前，死时年仅三十六岁。庞统阵亡，对刘备来说，是一个重大损失。史载，“先主痛惜，言则流涕”。据说，有一个名叫处存的人，以荆州从事随刘备入蜀，至雒，被任命为广汉太守。其人对庞统一直怀有成见，“统中矢卒，先主发言嘉叹”,而他却说“统虽尽忠可惜，然违大雅之义”。刘备闻言大怒说：“统杀身成仁，更为非也?”于是，将处存免去官职。后来，刘备为释怀念之情，特遣诸葛亮亲自去授庞统的父亲为议郎，再升为谏议大夫，追赐统爵关内侯，谥曰靖侯。
建安十九年(214)夏，刘备终于攻陷雒城，遂向成都进军。诸葛亮、张飞、赵云也引兵来会，包围成都。