刘备南下不只是孤军远征，而且是悬军远征——悬在空中，上不着天，下不着地，必须取胜，否则后果不堪设想。刘备却充满了革命的乐观主义精神，有着必胜的信心。路过一些城池的时候，如果地方官不投降（比如梓潼县令王连），他也不强迫，反而竖起大拇指说对方是好样的（义之），选择绕城而走。刘备没费多少力气就到达去年约会的老地方——涪城。不同的是，这次在涪城等待刘备到来的不是热情似火的刘璋，而是严阵以待操着家伙的冷苞、张任、邓贤、吴懿几位将军。重兵把守的涪城不同于梓潼，这时候如果绕城而走就是找死。
刘备挥军进攻涪城，让益州军队见识了什么叫久经战阵的精锐之师，很快将守军打得大败，侥幸逃跑的人退守绵竹和雒城，组成第二道防线。中郎将吴懿更是认清形势，直接前来投降。刘备立刻抓住典型，任命他为讨逆将军，让弃暗投明的将士们学习吴懿好榜样。刘备攻克涪城，顺利逼近成都，心情非常愉快，开了一个庆功会。庆功会上，刘备兴致很高，喝得醉醉醺醺对庞统说：“今天的聚会，真是太尽兴了！”庞统作为刘备集团的骨干成员，当然也很重视集团的企业文化——仁义，就在不正确的时间，说了一句正确的话：“夺取他人的地盘还当做一件快乐的事，不是仁者之兵啊。”刘备正在兴头上，被庞统这么一讽刺，立刻发火了：“武王伐纣，也是又唱歌又跳舞的，难道就不是仁者吗？”他不但拿周武王作挡箭牌，一怒之下还把庞统给轰了出去。过了一会，刘备意识到自己做得不对，就派人又把庞统请了回来。庞统的定力也真好，被轰出去不说什么，被请回来也不说什么，坐在原来的位子上照样该吃就吃、该喝就喝，十分淡定，就像什么事也没发生过一样。刘备却心中有些不安，就问庞统：“刚才讨论的话题，我们两个究竟谁是谁非？”庞统回答说：“我们都有不对。”刘备听后放声大笑，不再介怀，尽兴宴乐。攻占涪城之后，刘备以为益州已经是囊中之物，进入成都只是个时间问题。为了早日迎接革命高潮的到来，他决定抽调荆州大军入蜀。建安十八年（213）五月，接到刘备的命令后，刘备的属下诸葛亮、张飞、赵云、刘封（刘备在荆州时，在阿斗出生前收的养子）等人率军沿水路入蜀。从此守卫荆州的重任，由关羽一力承担。诸葛亮、张飞等人率军入蜀后，一路攻城下郡，招降纳叛，很快就顺利到达重镇江州（今重庆）。镇守江州的是巴郡太守严颜。严颜是巴郡临江（今重庆忠县）人，绝对算是土生土长的益州将军。当初刘璋迎接刘备入益州时，严颜就十分痛心地叹息这是“独坐穷山，放虎自卫”（《三国志》注引《华阳国志》），后患无穷。这样一个忠心的人，当然是不会轻易投降的，毅然率军抵抗。严颜虽然勇气可嘉，怎奈实力不济，最终吃了败仗，当了张飞的俘虏。
一路上大多郡县都是主动开门投降，那热乎劲儿就跟亲戚上门似的，偏偏严颜敢领兵抵抗，给了一个闭门羹，张飞很生气，呵斥阶下囚严颜：“大军到来，你为什么不投降？”严颜回答：“你们做得不对，抢夺我们的地盘，我们只有抵抗而死做断头将军，决不投降！”张飞无言以对，恼羞成怒，气冲冲地喝令手下把严颜拉出去砍头，成全他做一个断头将军。严颜却是面不改色心平气和，看见张飞气得面红耳赤青筋暴突，还劝说道：“砍头就砍头嘛，你发什么火！”惺惺相惜，这种忠烈之士正是张飞敬重的人。他连忙撤销斩首令，不再把严颜当做战俘，而是当做贵宾一样给予很高的礼遇。历史上的严颜其实没有投降，只是赋闲在家。一年之后，刘璋在成都投降刘备，严颜得到消息后，在自己曾经洒过血汗尽心守卫的土地上，自刎而死，做了真正的断头将军。攻克江州后，诸葛亮、张飞、赵云等人遵循刘备指示，分军出击，攻城略地，意图将成都孤立包围，最后迫使刘璋早日投降。张飞率军自江州北上进攻巴西郡，占领郡治阆中后留兵镇守，同时防御汉中张鲁。诸葛亮走中路，取道德阳（今四川遂宁东南），以最短路程尽快赶到成都附近。赵云攻取重镇江阳（今四川泸州），过犍为郡（治武阳，今四川彭山），从南面迂回包围成都城。几路军队进展顺利，一路所向披靡。唯独刘备，在雒城（今四川广汉）城下寸步难行。攻克涪城后，刘备进攻绵竹。绵竹城中的守军不少，加上从涪城败退下来的军队，坚守城池还是不成问题的。但守将李严、费观学习吴懿好榜样，二话不说直接率军投降，两人都被封为裨将军。此时刘备手中的军队至少有三四万人，下一个目标就是雒城。雒城是成都最后一道屏障，拿下雒城，成都就处在包围之中。守卫雒城的是刘璋的长子刘循，刘循作为刘璋同志的合法接班人，自然关心自己家族的事业，决定坚守雒城。刘备率军逼近雒城，开始围城，在雁桥擒获名将张任。刘备久闻张任是员猛将，想劝说他投降，却被严词拒绝，只好下令处斩。围城之后，开始强攻。就在攻城时，刘备遭受了入蜀以来的最大损失——第一谋士庞统中流矢而死，年仅三十六岁。庞统阵亡，刘备十分痛惜。对庞统的死，刘备是“言则流涕”。刘备追认庞统为关内侯，对他的家人做了妥善安排。建安十九年（214）夏，刘备终于攻克围攻将近一年的雒城，刘循突围逃回成都。在此前后，诸葛亮、张飞、赵云也进兵到成都、雒城附近。刘备指挥几路大军进逼成都，完成了对成都的战略包围。正当围城双方最后决战之际，一位历史风流人物不远千里向刘备请降，他的到来加速了战争的结束。刘备得到他前来投降的消息，当即满怀信心地说了一句：“我得益州矣。”（《三国志》注引《典略》）来人就是马超。
马超，字孟起，扶风茂陵（今陕西兴平）人，是东汉名将伏波将军马援之后。天下大乱时，马超的父亲马腾投身军中，最终成为凉州地区的实力派军阀。建安初年，马腾表示归顺曹操把持的中央政府，被封为前将军、槐里侯。赤壁战前，曹操征召马腾入朝做官，名义上是加官晋爵，实质上是做人质，以消除后方威胁。但马腾不知出于什么心理，竟然接受了曹操的安排，还一并把家属也迁到了曹操的大本营邺城，只留下长子马超统帅军队，留守关中。建安十六年（211）三月，曹操兴师动众，十分高调地派遣钟繇和夏侯渊等人率军进攻汉中张鲁。曹操如此高调是有原因的，他并不是真的要隔着关中打汉中，而是声东击西，名义上进攻汉中，实际上将自己的势力渗透到关中，以便真正控制关中地区。马超同样是一个有欲望的男人——乱世称雄的欲望。他不想成为曹操手中的一颗棋子，决定起兵反抗，以保住自己的势力范围，保住乱世称雄的资本。很不幸，在与曹操的作战中，马超惨败，二百多口家人全被曹操杀死。建安十九年（214），马超漂泊到了汉中张鲁的手下。张鲁派马超镇守距离成都只有几百里的武都。马超在张鲁的手下打工，非常不开心，很羡慕真正隔壁打天下的明主刘备。刘备在这时也注意到了马超，便派人去联络马超，马超当即决定投降刘备。收到马超的请降书之后，刘备派人一路接应马超，让他带领军队直接来到成都城下。刘备这样做的用意有两个：一是双方首脑人物见个面，互相增进了解，还方便谈驻军、官职等相关事宜；二是借助马超的声威，迫使刘璋早日投降。效果很显著，刘璋见身为一方诸侯的马超都归附了刘备，自己再抵抗下去也没啥意思了，只好开城投降。时间是建安十九年（214）夏。刘备终于如愿以偿的将益州收为己有。为了避免和刘璋见面尴尬，也为了避免祸起萧墙人心不安，刘备将刘璋送往荆州的公安居住，差不多等同于软禁。不过，刘璋享受的工资待遇相对不错，私人财产全部归还，官阶还是先前的振威将军。
