在孙权与曹操争锋于濡须口的时候，刘备早已离开了公安，他趁曹操、孙权相持不下之机，率兵进入益州。刘备此行竟然是应邀前往，邀请他的是益州刺史刘璋。
前面说过，在曹操南下荆州前后，刘璋曾先后派出三个战地观察团前往荆州考察形势，最后一个观察团的团长是张松。由于没有受到曹操的重视，张松对曹操很不满，加上曹操随后在赤壁打了败仗，张松回到益州后竭力劝说刘璋联络刘备。
曹操西征关中前曾派钟繇攻打汉中，不仅汉中的张鲁感到紧张，刘璋也深受震动。他意识到曹操迟早要拿下汉中，进而徐图益州，对此必须早作筹划。张松反复劝说刘璋邀请刘备来益州，增加益州的防卫力量，张松认为刘备有两大优势，一个是刘汉的宗室，也就是刘璋的本家，另一个是他是曹操的“深仇”，在抗曹这件事上刘备比谁都坚定。
张松说动了刘璋，刘璋问他派谁出使刘备，张松推荐了法正。
刘璋手下派系林立，有益州本土派，还有随刘璋入川的东州派，除了这两派之外，还有其他一些小的帮派，法正属于一个叫“扶风派”的帮派。他们都是关中地区扶风（今陕西眉县）人，除了法正外，还有孟达、射坚、射援、上官胜等人，都是建安初年由关中逃难到益州的。
张松是蜀郡人，应该属于益州本土派，但他平时与法正、孟达等人关系不错，政治上倾向于扶风派，所以关键时候推荐了法正。这其实是他们商量好的，但为了不引起刘璋的疑心，法正还假模假样地推辞了一番，之后受命出使刘备。
对于张松、法正、孟达等人主张引入刘备的建议，刘璋身边有不少人表示反对，刘璋属下的州政府办公室主任（主簿）黄权说“一国不容二君”，希望刘璋慎重考虑。对刘备有所了解的刘巴也认为，刘备不是能屈居于人下的，把他弄来必然是引狼入室（备，雄人也，入必为害，不可纳也）。刘璋手下有个叫王累的做得更绝，据《华阳国志》记载，这位仁兄为了劝说刘璋，不惜自刎于州政府大门外，希望刘璋能够警醒，但刘璋不为所动。
这让人想起了多年前韩馥引袁绍入主冀州的那一幕，不是袁绍或刘备多有能耐，而是韩馥和刘璋太糊涂，再者就是跟前有一帮人太能忽悠。当初忽悠韩馥的是高干、郭图和辛评那伙人，现在忽悠刘璋的是张松、法正和孟达。
扶风派之所以卖力地替刘备公关造势，根本出发点还是为自己着想，他们既不是强龙也不是地头蛇，虽然个人能力都很强，但在益州一直受排斥。如法正当年在关中的时候就很有名气，但当他跟同乡孟达一块来到益州时，只谋到了一个新都县令的职务，后来无缘无故被调职，又一直没有安排新的工作，就是因为自己是外来户没有后台，因此长期不被重用（既不任用，又为其州邑俱侨客者所谤无行，志意不得）。
扶风派想通过引入刘备改变益州的政治格局，至于将来由谁主政益州他们倒不在乎，如果刘备取代刘璋他们没准也欢迎。现在，有这帮兄弟在里面帮忙，刘备不想要益州都不可能了。
要说明的是，刘备占有益州后这个扶风派仍然存在，他们依旧大行其事，法正、孟达的权势一度盖过诸葛亮，并且后来又有一位祖籍扶风的重量级人物到来，使这个小集团更加了得，他就是大名鼎鼎的马超。
现在，受刘璋派遣，法正来到公安面见刘备，他一到就立刻暗中倒向刘备，他对刘备说：“以将军的英才，应该乘刘璋懦弱之时有所作为。张松在益州是个重要人物，他可以在内响应您（张松州之股肱，以响应於内），得手之后您就拥有了益州的殷富，以及天府之国在地理上的险阻，以此成就大业易如反掌。”
刘备大喜，决定率军溯江而上，进入益州。这是建安十六年（211年）的事，大概在孙曹第一次濡须口战役之前。
当时，刘备留诸葛亮、关羽、张飞、赵云等人守荆州，自己率数万人进入益州。在随军队伍里还有庞统，此前他在孙权那里任职，现在投奔到刘备阵营，刘备开始并未重视他，后来得知他与诸葛亮齐名，就与他进行了一次长谈，结果大为高兴，任命他也担任军师中郎将，与诸葛亮职务并列。此次率军到益州，诸葛亮和关羽守荆州，刘备就让庞统随行。
刘璋派法正率四千人前往接应，随后又亲率三万人马赶到涪县（今四川涪陵）迎接刘备，二人相见甚欢，刘璋大摆宴席招待刘备及其手下将士，“欢饮百余日”。
张松认为在涪县就可以解决掉刘璋，他让法正向刘备转达这项建议，庞统也认为现在正是机会，但刘备经过考虑后觉得时机并未成熟（此大事也，不可仓卒）。
刘璋表奏刘备代理大司马，同时兼任司隶校尉，考察刘备此前担任的最高职务，应该是曹操授意献帝任命的左将军，刘备后来担任了荆州牧，如今又被刘璋推举为大司马，地位更高，但这并非朝廷任命，并不合法。刘备也礼尚往来，表奏刘璋为镇西大将军，仍然担任益州牧。
刘璋想让刘备去打汉中的张鲁，为此他给刘备补充了人马，又把成都北面白水关的驻军划归刘备指挥，刘备所部人马达到了三万多人，武器装备等军用物资也很充足。刘璋回到成都，让刘备驻军葭萌关，此关位于如今四川省广元市昭化镇，这里与川北另一个著名关口剑门关仅几十里，刘璋想让刘备以此为基地展开对张鲁的攻击。
刘璋净想好事了，他忽略了一个事实：别人也不傻，更何况这个“别人”是老江湖刘备。
刘备到了葭萌关，根本不考虑进攻张鲁的事，而是“厚树恩德，以收众心”。
建安十八年（213年）曹操率大军进抵濡须口，孙权向刘备这个新妹夫发出联合行动的请求（曹公征孙权，权呼先主自救）。刘备此时远隔千山万水，且压根没有援救孙权的打算，但他觉得这是一个机会，可以利用一下。
刘备派人告诉刘璋，说曹操攻吴，同时派乐进攻关羽，如果不及时援救，荆州将有失，这件事的紧急程度目前大于征张鲁（其忧有甚於鲁），因此请求刘璋再拨一万人马，以及后勤物资，让自己率军回援荆州。
刘璋又花钱又出人，目的是让刘备打张鲁，现在事情没有任何进展，刘备倒有趁机溜走的嫌疑，心里很不痛快，但也不便撕破脸，他只给刘备凑了四千人马，所要物资也都减半提供。
按说你没给别人办任何事，现在这些是人家白给的，已经很不错了，但刘备抓住把柄大做文章。据《魏书》说，刘备故意激怒手下的人说：“我替刘益州征讨强敌，历尽辛劳，不怕牺牲，但是他却吝惜钱财，有功不肯奖赏，还希望大家出死力作战，有这样的道理吗？”
张松、法正等人也抓住机会，作好了暗中与刘备配合的准备。张松的哥哥、广汉郡太守张肃知道了他们的密谋，害怕连累自己，于是向刘璋告发，刘璋下令把张松抓了起来，处斩。
刘璋同时命令川北各路驻军加强防范，不让刘备人马通过。刘备大怒，把白水关守军将领杨怀召来责斥一顿后杀了。刘备派黄忠、卓膺率兵进攻成都的刘璋，自己到白水关把驻军家属看起来作为人质。白水关的驻军很有战斗力，号为白水军，刘备手里握有白水军将士的家眷，不担心他们会叛乱，于是率白水军赶上黄忠、卓膺，占领了涪县。
刘璋派刘、冷苞、张任、邓贤等人领兵与刘备相拒于涪县，这几路人马都打了败仗，刘璋退保绵竹。后来他又派李严统率绵竹各军与刘备对抗，哪知李严一上战场就率众投降了。
这时，东边的濡须口会战已经结束，荆州的威胁也降低了，刘备派人通知诸葛亮，留下关羽守荆州，让他与张飞、赵云等人带兵溯江西上，先后攻占了白帝城、江州、江阳等地，刘璋最后退保成都以北的雒城（今四川广汉雒城镇）。
刘璋之子刘循以及张任、刘拼死守卫雒城，刘备围了一年之久，直到建安十九年（214年）雒城才被攻破。此战刘备也付出了惨重代价，他的军师中郎将庞统率众攻城，被流矢所中，不治身亡。
攻占雒城后，刘备进围成都。成都城池很坚固，雒城尚且守了一年，成都更不好打，但刘璋只守了几十天就开城投降了，原因是刘备那边来了个猛人。
这个人就是马超。建安十六年（211年）马超被曹操打败，后又被杨阜等人赶出了凉州，他只好跑到汉中的张鲁那里栖身，但张鲁对马超很有戒心。马超又跟张鲁手下的将领杨昂等合不来，心里很不痛快，听到刘备跟刘璋在益州交手，感觉是一个机会，就写信给刘备表示愿意转投他。
马超主动跳槽对刘备来说是意外之喜，他派人迎接马超，让他驻兵于成都城外。马超从张鲁那里跑出来时没带几个人，他新纳的妻子董氏、儿子马秋还在张鲁手里，他的爱将庞德也没有随行，总之来得很匆忙，或者说有点狼狈。
这一点刘备倒觉得无所谓，只要有马超的名气就够了。据《典略》说，刘备悄悄给马超增兵，就说是马超带过来的，让他们屯驻于成都城北，然后宣称马超带凉州兵前来助战。城内本来就信心不足，听说名将马超和勇猛异常的凉州军来了，斗志彻底瓦解，便开城投降了。
刘备攻克成都，举行了盛大的庆祝活动（置酒大会，飨食三军）。刘备宣布自任益州牧，下令把刘璋迁居于公安，让他挂个振威将军的名义，实际上是软禁起来了，这个振威将军曾经是曹操以献帝名义授予刘璋的，倒是合法的。
从建安十六年（211年）到建安十九年（214年），刘备用了三年时间占领了整个益州。到了这时，天下三分的局面也就初步形成了。