此时，阎圃正在劝张鲁不要帮助刘璋，但马超挺身而出，说：“我深受主公的恩情，无法回报。我愿意带领一支军队攻打葭萌关，活捉刘备。一定要让刘璋割让二十个州给主公。”张鲁非常高兴，先派遣黄权从小路返回，然后点兵二万给马超。此时庞德因病不能行动，留在汉中。张鲁命令杨柏作为监军。马超和弟弟马岱选了个吉日出发。
而刘备的军队正在雒城。法正所派去的信使回报说：“郑度劝刘璋烧掉所有的野谷和仓库，带领巴西的百姓躲避在涪水西边，深挖沟壑，筑高堡垒，避免战斗。”刘备和孔明听到这个消息都非常惊慌，说：“如果刘璋采纳了这个建议，我们的形势就危险了！”但法正笑着说：“主公不用担心。这个计策虽然很毒辣，但刘璋肯定不会采纳的。”没过多久，传来消息说刘璋不愿意迁动百姓，没有采纳郑度的建议。刘备听到这个消息，才放下心来。
孔明说：“我们可以迅速进军攻取绵竹。如果得到这个地方，成都就容易攻取了。”于是派遣黄忠、魏延领兵前进。费观听到刘备的军队来了，派李严出迎。李严带领三千士兵布阵完毕。黄忠出马与李严交战四五十回合，不分胜负。孔明在阵中命令鸣金收兵。
黄忠回到阵中问孔明：“我正要擒住李严，军师为什么收兵？”孔明说：“我已经看到李严的武艺很高强，不能硬拼。明天再战的时候，你可以假装失败，引诱他进入山峪，然后出奇兵战胜他。”黄忠领命。第二天李严再次带兵前来挑战黄忠又出战不到十个回合就假装失败引兵逃走。李严紧追不舍渐渐被引入山峪突然醒悟过来急忙想要撤回但已经来不及了。前面魏延带兵摆开阵势孔明在山头上大喊：“你如果不投降我们就已经埋伏了强弩要为庞士元报仇了！”李严慌忙下马投降士兵们没有一人受伤。
孔明带着李严去见刘备刘备对他非常优待。李严说：“费观虽然是刘璋的亲戚但和我关系很好我可以去劝说他投降。”刘备就命令李严回城去招降费观。李严进入绵竹城对费观赞美刘备的仁德并告诉他现在如果不投降必然会有大祸临头。费观听从了他的建议开门投降了刘备。刘备于是进入绵竹城商议如何分兵攻取成都。
突然有快马来报：“孟达、霍峻把守的葭萌关现在被东川的张鲁派遣马超与杨柏、马岱带领的军队攻打得很紧急如果救援不及时关隘就会失守了。”刘备听到这个消息非常惊慌。孔明说：“只有张飞和赵云两位将军才能抵挡他们。”刘备说：“子龙带兵在外还没有回来张飞已经在这里了可以赶快派他去救援。”但孔明说：“主公先别说这个容我激一激他。”
张飞听到马超攻打关隘的消息大喊着走进来说：“我这就去战马超！”但孔明假装没听见对刘备说：“现在马超侵犯我们的关隘没有人能够抵挡他。除非去荆州请关云长来才能与他对抗。”张飞说：“军师为什么小看我！我曾经独自抵挡曹操的百万大军难道还会怕马超这个小子吗？”孔明说：“你当初在当阳桥上拒水断桥那是因为曹操不知道你的虚实。如果他知道了你还能平安无事吗？现在马超的勇猛天下皆知他在渭桥六战中杀得曹操割须弃袍几乎丧命不是等闲之辈能够比拟的。云长也未必能够战胜他。”张飞说：“我现在就去如果胜不了马超甘愿受军法处置！”孔明说：“既然你愿意写军令状那就让你当先锋。请主公亲自去一趟留下我守绵竹。等子龙来了我们再作商议。”魏延说：“我也愿意去。”孔明就命令魏延带领五百名哨马先行张飞第二刘备作为后队向葭萌关进发。
魏延的哨马首先到达关下正好遇到杨柏。魏延与杨柏交战不到十个回合杨柏就败走了。魏延想要夺下张飞的头功于是乘势追赶。前面又出现一支军队为首的是马岱。魏延误以为是马超挺刀跃马迎了上去。与马岱交战不到十个回合马岱也败走了。魏延继续追赶但被马岱回身一箭射中了左臂。魏延急忙回马逃走。马岱追到关前只见一员将领喊声如雷从关上飞奔而来。原来是张飞刚刚到达关上听到关前有厮杀声便赶来看时正好看到魏延中箭于是他立刻骑马冲下关去救了魏延。
张飞大声对马岱喝道：“你是何人？先通报姓名，然后再来厮杀！”马岱回答道：“我是西凉的马岱。”张飞说：“原来你不是马超，快回去！你不是我的对手！只叫马超那家伙亲自来，告诉他燕人张飞在此！”马岱大怒道：“你怎么敢小看我！”他挺枪跃马，直接向张飞冲去。两人交战不到十个回合，马岱就败走了。张飞想要追赶，但关上一骑马飞奔而来，喊道：“兄弟别追了！”张飞回头一看，原来是刘备赶到了。张飞于是不再追赶，和刘备一同上了关。
刘备说：“我担心你性子急躁，所以我随后赶来。既然已经战胜了马岱，我们就先休息一晚，明天再战马超。” 第二天天明，关下鼓声震天，马超的军队到了。刘备在关上看时，只见马超骑着马，手持长枪从门旗影里冲出来。他头戴狮盔，身披兽带，身穿银甲白袍，装束非凡，人才出众。刘备赞叹道：“人们都说‘锦马超’，果然名不虚传！”张飞立刻就要下关去战。但刘备急忙制止他说：“先不要出战，我们应该先避开他的锐气。”
关下的马超单枪匹马挑战张飞出马。关上的张飞恨不得一口吞下马超，但多次都被刘备拦住了。直到午后，刘备看到马超的军队人马都显得疲倦了，于是他选了五百名骑兵跟着张飞一起冲下关来。马超看到张飞的军队到了就把枪向后一挥约退了一箭之地。张飞的军队一齐停下关上的军队也陆续下来。
张飞挺枪出马大声喊道：“认得燕人张翼德吗！”马超回答说：“我家世代公侯怎么会认识你这种村野匹夫！”张飞大怒两人同时出马两枪并举交战了百余回合不分胜负。刘备看了赞叹道：“真是虎将啊！”他担心张飞有失急忙鸣金收军。两人各自回阵。
张飞回到阵中稍微休息了一下马然后又出阵前挑战马超。马超也再次出马两人再战。刘备担心张飞有失亲自披挂上关直到阵前看张飞与马超又斗了百余回合两人精神都更加振奋。刘备再次鸣金收军两人分开各自回本阵。
当天天色已晚刘备对张飞说：“马超英勇不可轻敌我们还是先退回关上吧。明天再战。”但张飞已经杀得性起哪里肯罢休？他大叫道：“誓死不回！”刘备说：“今天天色已晚不能再战了。”张飞说：“那就多点火把安排夜战吧！”
马超也换了马再次出到阵前大叫道：“张飞！你敢夜战吗？”张飞性起向刘备换了坐下马抢出阵来叫道：“我捉不到你誓不上关！”马超也说：“我胜不了你誓不回寨！”两军呐喊点起千百火把照耀得如同白昼一般。两人又向阵前激战起来。
战到二十余回合时马超突然拨转马头就走。张飞大叫道：“往哪里走！”原来马超见赢不了张飞心生一计假装败走想引张飞追来然后暗中使用铜锤偷袭。张飞见马超逃走心中也有所提防。等到铜锤打来时张飞一闪身让铜锤从耳朵边飞了过去。
张飞随即勒回马想要逃走但马超却又追了上来。张飞稳住马匹拈弓搭箭射向马超但马超却闪身躲过了。两人各自回到本阵。刘备在阵前叫道：“我以仁义待人不会使用诡计。马孟起你收兵歇息吧我不会乘势追赶你的。”马超听到这话亲自断后率领军队逐渐退去。刘备也收兵上关。
第二天，张飞又想要下关去战马超，但有人报告说军师诸葛亮来了。刘备迎接诸葛亮，诸葛亮说：“我听说马超是当世的虎将，如果和张飞死战，必然会有一方受伤。所以我让赵云和魏延守住绵竹，我星夜赶来这里。我们可以用一条小计，让马超归降主公。”刘备说：“我看到马超英勇无比，非常喜欢他。怎么才能得到他呢？”诸葛亮说：“我听说东川的张鲁想要自立为‘汉宁王’。他手下的谋士杨松非常贪婪贿赂。主公可以派人从小路去汉中，先用金银结交好杨松，然后再写信给张鲁说：‘我和刘璋争夺西川，是为你报仇。不要听信离间的言语。事情成功后，我保证你为汉宁王。’让他撤回马超的军队。等他来撤军的时候，我们就可以用计招降马超了。”刘备非常高兴，立刻写信，派孙乾带着金珠从小路去汉中，先来见杨松，告诉他这件事，并送上金珠。杨松非常高兴，先带孙乾去见张鲁，为他陈述方便之处。张鲁说：“刘备只是左将军，怎么能保举我为汉宁王呢？”杨松说：“他是大汉的皇叔，正合适保奏。”张鲁非常高兴，便派人去告诉马超撤军。孙乾就在杨松家里等待回信。
不久，使者回报说：“马超说：没有成功，不能撤军。”张鲁又派人去叫，马超又不肯回来。一连三次都不肯撤军。杨松说：“这个人一向没有信义，不肯撤军，他的意图必然是反叛。”于是便派人散布流言说：“马超想要夺取西川，自己做蜀主，为父亲报仇，不肯臣服于汉中。”张鲁听到这个消息，向杨松询问对策。杨松说：“一方面派人去告诉马超：‘你既然想要成功，我给你一个月的时间，要你依我三件事。如果依从了就有赏，否则必诛：一要攻取西川，二要刘璋的首级，三要击退荆州的军队。三件事不成，就可以献上头来。’一方面让张卫点军守住关隘，防备马超兵变。”张鲁听从了杨松的建议，派人到马超的营寨中，告诉他这三件事。马超非常吃惊地说：“怎么会变得这么快！”于是和马岱商议：“不如撤军吧。”杨松又散布流言说：“马超撤军，必然怀有异心。”于是张卫分七路军队，坚守隘口，不放马超的军队进入。马超进退两难，无计可施。
诸葛亮对刘备说：“现在马超正处于进退两难的境地，我凭借三寸不烂之舌，亲自前往马超的营寨，说服马超来投降。”刘备说：“先生是我的得力助手和心腹之人，如果有任何疏忽和意外怎么办？”诸葛亮坚决要去刘备再三不肯放行。正在犹豫的时候有人报告说赵云有信推荐西川的一个人来投降。刘备召见来人询问情况原来这个人是建宁俞元人姓李名恢字德昂。刘备说：“以前听说你苦谏刘璋现在为什么归顺我呢？”李恢说：“我听说：‘良禽相木而栖贤臣择主而事。’以前我劝谏刘璋是尽人臣的职责既然他不能采纳我的意见我就知道他必然会失败。现在将军的仁德在蜀中已经广为传播我知道您的事业必然会成功所以来归顺您。”刘备说：“先生此来必然对我有很大的帮助。”李恢说：“现在听说马超正处于进退两难的境地。我以前在陇西和他有一面之交愿意去说服他归降您看怎么样？”诸葛亮说：“我正想找一个人去替我完成这个任务。很想知道您将怎么劝说他。”李恢在诸葛亮的耳边如此这般地说了一遍。诸葛亮非常高兴立刻派他前往。
李恢来到马超的营寨先派人通报自己的姓名。马超说：“我知道李恢是个能言善辩的人现在他一定是来说服我的。”他先叫来二十个刀斧手埋伏在帐下嘱咐他们说：“我叫你们砍你们就把他砍成肉酱！”过了一会儿李恢昂首挺胸地走了进来。马超端坐在帐中一动不动地大声呵斥李恢说：“你来干什么？”李恢回答说：“特地来做说客。”马超说：“我匣中的宝剑刚刚磨好你试着说说吧。如果你的话不通顺就请试试我的宝剑吧！”李恢笑着说：“将军的灾祸不远了！只是恐怕新磨的宝剑不能砍下我的头颅将军反而要自杀了！”
马超说：“我有什么灾祸？”李恢回答道：“我听说越国的西施，即使善于诋毁的人也无法掩盖她的美貌；齐国的无盐女，即使善于赞美的人也无法掩盖她的丑陋。‘太阳到了中天就会偏斜，月亮满了就会亏损’：这是天下的常理。如今将军与曹操有杀父之仇，而陇西又有切齿之恨；之前不能救刘璋和击退荆州的军队，之后不能制服杨松和张鲁；眼下四海之内难以容身，一身无主；如果再遭受渭桥之败，冀城之失，将有何面目见天下之人呢？”马超听后，叩头致谢说：“你的话非常对，但我无路可走。”李恢说：“你既然听我的话，为什么帐下还埋伏着刀斧手？”马超非常惭愧，全部斥退。李恢说：“刘皇叔礼贤下士，我知道他必能成功，所以我舍弃刘璋而归顺他。你的父亲当年曾与刘皇叔约定共同讨伐奸贼，你为何不背弃黑暗，投向光明，以图上报父仇，下立功名呢？”马超听后大喜，立刻叫来杨柏，一剑斩了他，将首级和李恢一同上关来投降刘备。
刘备亲自出迎，以上宾之礼待马超。马超叩头致谢说：“如今遇到明主，如同拨云雾而见青天！”当时孙乾已经回来。刘备又命霍峻、孟达守关，然后撤兵来取成都，赵云、黄忠接入绵竹。有人报告说蜀将刘晙、马汉带军来到。赵云说：“我愿意去擒拿这两人！”说完，上马引军出击。刘备在城上设宴款待马超，还未安排好宴席，赵云已经斩了二人的首级，献于筵前。马超也感到惊讶，对赵云倍加敬重。马超说：“不需要主公的军队厮杀，我自会叫出刘璋来投降。如果他不肯降，我和弟弟马岱一起攻取成都，双手奉献给主公。”刘备听后大喜，当天大家尽情欢乐。
败兵回到益州报告刘璋，刘璋大惊，闭门不出。有人报告说城北马超的救兵到了，刘璋才敢登上城墙观望。他看见马超、马岱立在城下，大叫道：“请刘季玉（刘璋的字）答话。”刘璋在城上询问他们的来意。马超在马上用鞭子指着说：“我本来是带领张鲁的军队来救益州的，但张鲁听信杨松的谗言，反而要害我。我现在已经归降了刘皇叔。你可以献土投降，以免生灵受苦。如果你还执迷不悟，我就先攻城了！”刘璋听后吓得面如土色，气倒在城上。众官救醒他后，他说：“我如此不明事理，后悔也来不及了！不如开门投降，以救满城的百姓。”董和说：“城中还有三万多人马，钱帛粮草可以支持一年。为什么要投降呢？”刘璋说：“我父亲和我在蜀地二十多年，没有给百姓施加恩德，反而因为三年的战争让许多人丧命在荒野之中，这都是我的罪过啊！我内心如何能够安宁？不如投降来让百姓得到安定。”众人听后都流下了眼泪。
忽然有一个人进来说：“主公的话正合天意。”大家一看原来是巴西西充国人姓谯名周字允南的这个人平时通晓天文知识。刘璋问他为什么这样说谯周回答说：“我夜观天象发现群星聚集在蜀郡上空其中有一颗大星光芒如同皓月这是帝王的象征啊。而且一年前小儿就唱道：‘若要吃新饭须待先生来。’这是预兆啊我们不能逆天而行。”黄权、刘巴听后都非常愤怒想要斩了他但刘璋拦住了他们。忽然又有人报告说：“蜀郡太守许靖已经越过城墙出去投降了。”刘璋听后大哭着回到了府中。
第二天有人报告说刘皇叔派遣幕宾简雍在城下叫门。刘璋命令打开城门让他进来。简雍坐在车中傲慢自得的样子忽然有一个人拔剑大喝道：“你这小子得志了就目中无人了吗？你敢轻视我们蜀中的人物吗？”简雍慌忙下车迎接他。这个人原来是广汉绵竹人姓秦名宓字子敕。简雍笑着说：“我不认识贤兄请不要见怪。”于是两人一起进去见刘璋详细说明了刘备的宽宏大量并没有加害他的意思。于是刘璋决定投降并厚待简雍。
第二天刘璋亲自带着印绶和文书与简雍同车出城投降。刘备出寨迎接握住他的手流泪说：“不是我不想实行仁义而是形势所迫不得已而为之啊！”两人一起进入营寨交割了印绶和文书并马入城。
刘备进入成都后，百姓们点燃香花烛灯，出门迎接。他来到公厅，升堂坐定，郡内的官员们都在堂下拜见，只有黄权、刘巴闭门不出。刘备的将领们愤怒了，想要去杀他们。但刘备急忙传令说：“如果有伤害这两个人的人，就要灭其三族！”然后他亲自上门请这两人出来做官，他们被刘备的恩德和礼遇所感动，于是就出仕了。
诸葛亮建议说：“现在西川已经平定，很难再容纳两个主人，可以把刘璋送去荆州。”但刘备说：“我刚得到蜀郡，不能这么快就让刘璋远离。”然而，诸葛亮提醒他：“刘璋失去基业，都是因为他太弱了。主公你如果总是妇人之仁，遇事不决断，恐怕这片土地你也难以长久保有。”刘备听从了诸葛亮的建议，于是设了一场大宴，请刘璋收拾财物，佩带振威将军的印绶，命令他将妻子家眷全部送去南郡公安居住，即日起程。
刘备自任为益州牧，对于那些归降的文武官员，都给予了重赏，并拟定了他们的名位和爵位。比如严颜被任命为前将军，法正为蜀郡太守等等，共有六十余人被提拔任用。同时，诸葛亮被任命为军师，关羽、张飞、赵云等人也都有了新的职务和封号。刘备还派遣使者送去大量的黄金、白银、钱和蜀锦给云长，其他的官员和将领也都根据功绩得到了相应的赏赐。他又杀牛宰马，犒赏士兵，打开粮仓赈济百姓，使得军民都非常高兴。
益州安定下来后，刘备打算将成都的一些有名的田地和宅院分赐给官员们。但赵云劝阻说：“益州的百姓已经多次遭受战火之灾，田地和宅院都空了。现在应该归还给百姓们，让他们能够安居乐业。不应该将这些田地宅院夺走作为私人的赏赐。”刘备听了非常高兴，采纳了赵云的意见。他让诸葛亮制定治理国家的条例，其中刑法颇为严厉。法正对诸葛亮说：“以前高祖制定法律只有三章，百姓们都非常感激他的恩德。希望军师你能够放宽刑罚减少法律，以抚慰百姓的期望。”但诸葛亮回答说：“你只知其一不知其二。秦朝的法律过于残暴苛刻百姓们都非常怨恨所以高祖用宽仁的政策赢得了他们的支持。但现在刘璋昏庸懦弱不能有效地施行德政和威严的法律导致君臣之道逐渐沦丧。如果我们用高官来宠信他们就会变得残忍无道；如果我们用恩惠来顺从他们就会变得傲慢不逊。这正是刘璋政权衰败的原因所在。我现在要用威严的法律来统治他们让他们知道感恩；用有限的爵位来激励他们让他们知道荣耀。这样恩荣并济上下有序才是治理国家的正确方法。”法正听了之后非常佩服。从此军民安居乐业四十一个州的地盘也都分兵镇守安定了下来。
法正被任命为蜀郡太守之后对于以前曾经给他一顿饭的恩德或者瞪他一眼的怨恨都进行了报复。有人向诸葛亮告发说：“法正太过跋扈了应该稍微斥责一下他。”但诸葛亮却说：“以前主公在荆州困守的时候北面畏惧曹操东面惧怕孙权全靠法正辅佐他才能展翅高飞不再受人控制。现在我们怎么能够禁止法正稍微放纵一下自己的意愿呢？”因此诸葛亮最终没有追究法正的责任。法正听说了这件事之后也自觉地收敛了自己的行为。
有一天刘备正在和诸葛亮闲聊突然有人来报告说关羽派关平来感谢他赠送的金帛等物。刘备召见关平关平呈上了关羽的书信说：“父亲知道马超的武艺非常高强他想要进入川中和马超比试高低请伯父同意这件事情。”刘备听了之后非常吃惊地说：“如果云长进入蜀中和马超比试那么两人之间必然会势不两立。”
孔明说：“没关系，我会自己写回信给他。”刘备担心关羽性格急躁，便让孔明写了信，然后派关平连夜赶回荆州。关平回到荆州后，关羽问他：“我想和马超比试，你告诉军师了吗？”关平回答说：“军师有信在此。”关羽拆开信来看，信中写道：
亮听说将军想和马超一较高下。以我看来，马超虽然勇猛过人，但也只是像黥布、彭越那样的人而已，他应该和张飞并驾齐驱争取先锋，但还比不上美髯公的绝伦超群。现在将军受命守卫荆州，责任重大，如果一旦入川，荆州有失，那就罪责难逃了。希望将军明察。
关羽看完信后，摸着自己的胡子笑着说：“孔明真是了解我啊。”他把信拿给宾客们看，从此便打消了入川的念头。
再说东吴的孙权，得知刘备吞并了西川，将刘璋赶到公安，于是召来张昭、顾雍商议说：“当初刘备借我们荆州时，说好取了西川就还荆州。现在他已经得到了巴蜀四十一州，我们必须要求他归还汉上诸郡。如果他不还，我们就动武。”张昭说：“吴中刚刚安定下来，不宜动兵。我有一计，可以让刘备心甘情愿地将荆州双手奉还给主公。”