刘璋得知刘备占领涪水关的消息，终于相信刘备果真是来夺取他的基业的狼豺虎豹，立即召集文武幕僚商议。黄权建议派重兵把守通往成都的咽喉要道雒（luò）城，刘璋便派刘璝、泠苞、张任、邓贤四人率兵五万驻守雒城。刘璝等四人到雒城以后，分兵两处，互为照应。

刘备率兵来到雒城，派黄忠、魏延分别攻打泠苞、邓贤的军营。魏延要抢夺黄忠的功劳，便连夜率兵袭击泠苞的营寨，不料中了泠苞、邓贤的埋伏，幸亏黄忠及时赶到，一箭射死邓贤，才逃得性命。黄忠救了魏延、射死邓贤，继续与泠苞交战，泠苞抵挡不住，弃营而走，在半路上被魏延的伏兵抓获。刘备亲自劝降泠苞，泠苞表示愿意投降，并愿意回雒城劝降刘璝、张任。刘备便放了泠苞，又释放了抓获的所有俘虏。泠苞见到刘璝、张任，全然忘记了对刘备的许诺，不说是被刘备放回的，反而宣称是逃回来的。

刘璋得知邓贤战死的消息，急忙派长子刘循、娘舅吴懿率两万兵马支援雒城。到达雒城以后，吴懿派泠苞率兵五千，在夜间伺机挖掘涪水，准备水淹刘备的军营。刘备事先得到广汉人彭羕（yàng）的提醒，令魏延在涪水岸边巡逻，再次抓获泠苞。刘备斩了泠苞，下令全军出击，围攻雒城。

庞统探知通往雒城的道路有一大一小两条路，便对刘备说道：“主公亲率大军从大路进军，我率兵走小路，在雒城会合。”刘备说道：“我习惯骑马行军，还是我走小路，你走大路。而且我昨晚梦到有人敲打我的右臂，右臂现在还有疼痛感，恐怕此行会有不利。”庞统坚持己见，刘备只好传令明天一早进攻雒城。第二天，庞统正要骑马上路，却被战马掀翻在地，刘备见了，便将的卢马换给庞统。

庞统一路兵马以魏延为先锋，从小路望雒城而来。张任得到消息，亲自率三千弓箭手在半路设下埋伏。远远望见庞统率兵而来，张任指着庞统对军士说道：“骑白马的是刘备。”传令集中最强火力射杀刘备。庞统走进张任的包围圈，见两侧山林陡峭，树枝繁茂，便问道：“这是什么地方？”西川降兵回答说是落凤坡，庞统大惊，说道：“我道号‘凤雏’，它叫‘落凤坡’，于我不利！”急忙下令全军后退。正在此时，埋伏在暗处的张任下令放箭。一时间，箭如雨下，庞统和的卢马都被乱箭射死了。魏延见庞统被杀，慌乱不已，又无法后退，只好率兵冲出张任的包围圈，杀到雒城。

当时，刘备、黄忠也到了雒城，但又被吴懿、刘璝打败，退回涪城。刘备得知庞统被乱箭射死的消息，痛哭不已，悲伤欲绝。黄忠建议从荆州请来诸葛亮商议，刘备便派关平回荆州请诸葛亮前来。

诸葛亮夜观天象，见正西方的一颗流星落到地平线下方，知道庞统战死了，痛哭失声。几天之后，关平果然带回庞统战死的消息。诸葛亮说道：“主公在涪城进退两难，我必须前去相助。”关羽问道：“荆州由谁驻守？”诸葛亮说道：“既然主公令关平回来报信，便是命你留守荆州。”关羽并不推辞，一口答应。诸葛亮又说道：“我留给将军八个字，将军牢记在心，便能保荆州平安无事。”关羽问道：“哪八个字？”诸葛亮说道：“北拒曹操，东和孙权。”又留下糜竺、糜芳、伊籍、马良、廖化、向朗、周仓、关平等人协助关羽。

诸葛亮命张飞率兵一万从旱路前往雒城，自己与赵云率兵一万五千从水路前往雒城。张飞率兵入川，一路所向披靡，川中将领望风而降，很快就到了巴郡。巴郡太守是老将严颜，武艺高强，誓死不降，挡住了张飞的去路。张飞大怒，屡次挑战，严颜都坚守不出。张飞灵机一动，想出一条妙计，将严颜引诱出城，然后活捉了他。严颜大义凌然，宁死不降，张飞见状，哈哈大笑，亲自给严颜松绑，然后拜倒在地，表示对严颜钦佩不已。严颜感激不尽，终于投降了。在严颜的协助下，张飞兵不血刃，日夜兼程望雒城而来。

刘备接受黄忠的建议，亲自率兵攻打雒城西门，又令黄忠、魏延攻打雒城东门，南门和北门分别被大山和涪水阻隔，便没有派兵攻打。张任命副将吴兰、雷铜出战黄忠、魏延，自己率兵袭击刘备。刘备抵挡不住，只身一人飞奔逃命，张任率兵穷追不舍，万急时刻，幸亏张飞及时赶到，才打退了张任。随后，刘备、张飞率兵支援黄忠、魏延，吴兰、雷铜被重重包围，被迫投降。张飞向刘备引荐老将严颜，刘备大喜，将一副黄金锁子甲[86]赐给严颜。

第二天，张任、吴懿与张飞交战，将张飞团团包围，赵云及时杀到，活捉了吴懿，张任败退城中，吴懿投降。诸葛亮率兵来到雒城，与刘备合兵一处。吴懿说道：“张任胆略过人，要占领雒城，必须抓获张任。”诸葛亮到雒城一带视察一番，制订了活捉张任的计划。

刘璋得知张任损兵折将的消息，派卓膺、张翼率兵驰援雒城。张任请刘璝、张翼协助刘循守城，自己与卓膺分前后两军出城与刘备交战。诸葛亮亲自率兵渡过雒城东门外的金雁桥迎战张任，张任见诸葛亮兵容不整，挥军掩杀，诸葛亮退到金雁桥另一侧。张任追过金雁桥，见刘备、严颜兵分两路杀来，情知中计，正想撤退，发现金雁桥已经被拆毁，只好沿着涪水往南退走，又被黄忠、魏延截杀一阵，率领十几名骑兵望山路奔去。走不多远，迎面撞上张飞，撤退不及，被张飞活捉。张任誓死不降，被刘备斩首。第二天，刘备率大军围攻雒城，张翼杀死刘璝，打开城门迎刘备入城。刘循逃出西门，连夜逃往成都。

法正建议给刘璋写一封亲笔信，劝刘璋放弃抵抗，率众投降。刘璋看了刘备的劝降信，勃然大怒，令妻弟费观、部将李严率兵三万守卫绵竹，阻止刘备进军成都。益州太守董和建议向张鲁求援，刘璋便派黄权前往汉中面见张鲁。

黄权见到张鲁，阐明唇亡齿寒的利害关系，又许诺打退刘备以后割让二十个州的土地作为答谢，张鲁被利益**，令马超率兵两万入川援助刘璋。原来，马超被曹操打败以后，在羌人的支持下占据了陇西一带，后被冀城参军杨阜联合夏侯渊打败，走投无路之下投靠张鲁，见刘璋向张鲁求救，便请命出战。

诸葛亮派黄忠攻打绵竹，李严率兵迎战，黄忠将李严引诱到山谷之中，然后将他团团包围。为了避免像庞统那样被乱箭射死，李严下马投降。投降以后，李严返回绵竹城劝降费观，费观听从李严的建议，也出城投降了。刘备占领了绵竹。正在此时，传来马超攻打葭萌关的消息，刘备便留诸葛亮、赵云、黄忠、严颜等人驻守绵竹，自己率张飞、魏延来葭萌关迎战马超。

刘备赶到葭萌关的第二天，马超便前来挑战。刘备见了马超，感叹道：“‘锦马超’果然名不虚传！”马超叫阵，要与张飞交战，刘备不许张飞出战，直到过了正午，见马超的兵马士气低落，才准许张飞出战。张飞出关，与马超大战一百回合不分胜负，各自回营歇息片刻，又大战一百回合。刘备见天色渐黑，劝张飞收兵，张飞不听，要与马超挑灯夜战。二人又大战二十回合，仍然不分胜负，才各自收兵。

第二天，诸葛亮赶到葭萌关，对刘备说道：“马超是当世虎将，最好用计招降。”刘备大喜，说道：“我喜爱马超武艺，能招降最好！”诸葛亮派人到汉中面见张鲁，许诺向朝廷保举张鲁为汉宁王，条件是召回马超。张鲁答应了，命马超撤兵，一连传令三次，马超都拒绝撤兵。张鲁的幕僚杨松向来憎恨马超，此时又收了刘备的贿赂，便传播谣言称马超意图谋反。张鲁听到谣言，一面传令马超，限期一个月占领西川，否则便按军法处置；一面令人严防死守，以防马超叛乱。马超心知一个月不能占领西川，便打算撤兵。此时，杨松又传出谣言，称马超撤兵是为了攻打汉中。张鲁大怒，令人守住各处交通要道，不许马超返回汉中。马超陷入进退两难的境地。

马超无计可施之时，诸葛亮派马超的旧友李恢前去劝降。马超见李恢来见他，知道是诸葛亮的说客，便说道：“你有什么说辞，说来听听，如果不合道理，便试试我的宝剑是否锋利！”李恢笑道：“将军大祸临头，恐怕要拿自己的脑袋试剑了。将军既不能救援刘璋，又不能返回汉中，天地之大，却没有将军容身之处。倘若再遭遇大败，还有何脸面活在世上？”马超听了，拱手称谢，向李恢问计。李恢说道：“刘皇叔求贤若渴，必能成就惊世大业。令尊[87]曾经与刘皇叔约定共同诛杀曹操，将军不如投降刘皇叔，一来继承父亲遗志，二来博取自己的功名。”马超听了，当即随李恢来葭萌关向刘备投降。

马超投降刘备以后，亲自率兵攻打成都，令刘璋放弃抵抗，出城投降。刘璋惊得面如土色，对文武幕僚说道：“不如出城投降，救全城百姓一命。”董和、黄权、刘巴等人都不愿意投降，谯周说道：“我夜观天象，西川归属刘备乃是天数，主公不可逆天而行。”刘璋犹豫不决，得知蜀郡太守许靖已出城投降了，忧愁不已。第二天，刘备又派简雍进城劝降刘璋，许诺不会伤害性命，刘璋才下定决心投降，迎接刘备入城。刘备封刘璋为振威将军，率一家老小搬到南郡居住。

占领西川以后，刘备自己担任益州牧，重赏刘璋帐下的文武幕僚，令法正担任蜀郡太守，严颜担任前将军，黄权担任右将军，刘巴担任左将军，董和担任掌军中郎将，许靖担任左将军长史，其余李严、吴懿、费观、谯周、费祎、费诗、邓芝、孟达、张翼、李恢、彭羕等六十余人各有重用；又封诸葛亮为军师，关羽为**寇将军，张飞为征虏将军，赵云为镇远将军，黄忠为征西将军，马超为平西将军，魏延为扬武将军。

至此，刘备占据了西川益州和荆襄之地，完成了诸葛亮在隆中提出的“先取荆州后取川”的战略部署。