阎圃正在劝张鲁别去帮刘璋，马超挺身站出来说：“我感念主公的恩德，没什么能报答的。我愿意领一支兵马去攻取葭萌关，活捉刘备，一定让刘璋割让二十个州还给主公。”
张鲁大喜，先让黄权从小路回去，随后点了两万兵马给马超。这时庞德卧病在床不能随行，留在汉中。张鲁让杨柏当监军，马超和弟弟马岱选好日子出发。
刘备的兵马驻在雒城，法正派去送信的人回来报告说：“郑度劝刘璋把野谷和各地粮仓全烧了，带着巴西百姓躲到涪水西面去，深沟高垒不跟咱们打。”刘备和诸葛亮听了都大惊：“要是真用这计策，咱们就危险了！”
法正笑道：“主公别担心。这计虽然毒，刘璋肯定不用。”没过几天，传来消息说刘璋不肯迁移百姓，没听郑度的话。刘备这才放了心。
诸葛亮说：“可以赶快进兵取绵竹。拿下绵竹，成都就容易得了。”便派黄忠、魏延领兵前进。费观听说刘备兵来，派李严出迎。李严带了三千兵布好阵势。黄忠出马跟李严打了四五十个回合不分胜负。诸葛亮在阵中下令鸣金收兵。
黄忠回阵问：“我正要把李严擒住，军师怎么收兵了？”
诸葛亮说：“我看李严的武艺，硬拼不是办法。明天再战，你假装败退引他进山谷，我用伏兵取胜。”黄忠领命。
第二天李严又带兵来，黄忠出战后不到十回合就假装败走。李严追来，一直追进山谷，猛然醒悟想退回去，前面魏延已带兵摆开阵势。诸葛亮在山头喊道：“你要是不投降，两边已经埋伏了强弩，难道想给我的庞士元报仇吗？”
李严慌忙下马卸甲投降，士兵一个没伤。诸葛亮带李严去见刘备，刘备厚待他。李严说：“费观虽是刘璋的亲戚，但跟我交情很深，我去劝降他。”刘备便让李严回绵竹招降费观。李严进城后对费观大赞刘备仁德，说现在不降必有大祸。费观听了便开门投降。刘备进了绵竹，商量分兵取成都。
忽然快马来报：“孟达、霍峻守葭萌关，被东川张鲁派马超、杨柏、马岱猛攻，救得迟了关就丢了。”刘备大惊。
诸葛亮说：“非得张飞、赵云二位将军才能抵挡。”刘备说：“子龙带兵在外没回来，翼德在这儿，可以派他去。”
诸葛亮说：“主公先别说，容我来激激他。”张飞听说马超攻关，大叫着进来：“我这就辞了哥哥去战马超！”
诸葛亮假装没听见，对刘备说：“现在马超来犯，没人能挡，除非去荆州请关云长来才行。”
张飞说：“军师怎么小看我！我曾经独自挡住曹操百万大军，难道还怕马超这个匹夫吗？”
诸葛亮说：“翼德你在长坂桥断水拒敌，那是因为曹操不知道虚实。要是知道虚实，你还能没事？现在马超的勇猛天下皆知，渭桥六战杀得曹操割须弃袍差点丧命，不是一般人物。云长来了也未必能胜。”
张飞说：“我现在就去。要是胜不了马超，甘愿受军法处置！”
诸葛亮说：“既然你肯立军令状，就让你当先锋。请主公亲自去一趟，留我守绵竹。等子龙回来再商议。”魏延说：“我也愿去。”
诸葛亮让魏延带五百哨马先行，张飞第二队，刘备后队，往葭萌关进发。
魏延的哨马先到关下，正遇上杨柏。魏延跟杨柏打了不到十回合，杨柏败走。魏延想抢张飞的头功，趁势追去。前面一军摆开，为首的是马岱。魏延以为是马超，舞刀拍马迎上去，跟马岱打了不到十回合，马岱败走。魏延追去，被马岱回身一箭射中左臂，急忙回头跑。
马岱追到关前，只见一将喊声如雷从关上冲下来。原来是张飞刚到关上，听见关前厮杀便来看，正见魏延中箭，赶紧骑马下关救了魏延。张飞喝问马岱：“你是什么人？先报姓名再打！”
马岱说：“我是西凉马岱。”
张飞说：“原来你不是马超，快回去！你不是我的对手，叫马超那家伙自己来，就说燕人张飞在此！”
马岱大怒：“你怎么敢小看我！”挺枪拍马直取张飞，打了不到十回合就败走了。张飞要追，关上一骑赶来喊道：“兄弟别追了！”张飞回头一看是刘备，便不再追，一同上关。
刘备说：“怕你性子急，所以我随后赶到。既然胜了马岱，先歇一夜，明天再战马超。”
第二天天亮，关下鼓声大震，马超兵到。刘备在关上看，门旗影里马超纵马持枪而出，狮盔兽带，银甲白袍，一身非凡装束加上人才出众。刘备叹道：“都说‘锦马超’，果然名不虚传！”
张飞就要下关，刘备急忙拦住：“先别出战，避避他的锐气。”关下马超专叫张飞出马，关上的张飞恨不得一口吞了马超，几次三番都被刘备拦住。
看看过了午后，刘备见马超阵上人马都疲倦了，便选五百骑兵跟着张飞冲下关来。马超见张飞军到，把枪往后一招，退了一箭之地。张飞军一齐扎住，关上兵马陆续下来。张飞挺枪出马大喝：“认得燕人张翼德吗？”
马超说：“我家世代公侯，哪认识你这乡村野夫！”
张飞大怒，两马齐出，两枪并举，大约战了百余回合不分胜负。刘备看着叹道：“真是虎将啊！”怕张飞有失，急忙鸣金收兵，两人各自回阵。
张飞回阵略歇了歇马，不戴头盔只裹着包巾又上马出阵叫马超厮杀。马超又出来，两人再战。刘备怕张飞有失，亲自披挂下关到阵前，看两人又斗了百余回合，精神越发旺盛。刘备又鸣金收兵，两人分开回阵。
这天色已晚，刘备对张飞说：“马超勇猛不可轻敌，先退上关明天再战。”
张飞杀得性起哪肯罢休，大叫：“我誓死不回！”
刘备说：“天黑了不能再战。”
张飞说：“多点火把，打夜战！”马超也换了马再出阵前大叫：“张飞，敢夜战吗？”
张飞性起，跟刘备换了坐骑冲出来叫道：“我捉不到你誓不上关！”
马超说：“我胜不了你誓不回寨！”
两军呐喊，点起千百火把照得如同白昼。两将又对阵鏖战。打到二十多回合，马超拨马回头就跑。张飞大叫：“往哪跑！”
原来马超见赢不了张飞，心生一计，假装败退引张飞来追，暗中取出铜锤，回身朝张飞打来。张飞见马超跑时心里就有防备，铜锤打来时一闪，从耳边擦过。张飞勒马回跑，马超又追来。张飞收住马，拈弓搭箭回射马超，马超一闪躲过。两人各自回阵。
刘备在阵前叫道：“我以仁义待人，不使奸诈。马孟起，你收兵歇息，我不乘势追你。”马超听了亲自断后，全军慢慢退去。刘备也收兵上关。
第二天张飞又要下关战马超，有人报军师到了。刘备迎进诸葛亮。
诸葛亮说：“我听说孟起是当世虎将，要是跟翼德死战必有一伤。所以我让子龙和汉升守绵竹，连夜赶来。可以用个小计策让马超归降主公。”
刘备说：“我看马超勇猛很喜爱他，怎么才能得到他？”
诸葛亮说：“我听说东川张鲁想自立为汉宁王，他手下谋士杨松极其贪财。主公可以派人从小路去汉中，先用金银结交杨松，再送信给张鲁说：‘我跟刘璋争西川是替你报仇，别听信挑拨离间的话。事成之后保你做汉宁王。’让他撤回马超的兵。等马超一撤，我们就用计招降他。”
刘备大喜，马上修书派孙乾带金珠从小路去汉中，先见杨松送了金银。杨松大喜，带孙乾去见张鲁说好话。张鲁说：“刘备只是个左将军，怎么保得了我做汉宁王？”
杨松说：“他是大汉皇叔，正该保奏。”张鲁大喜，派人让马超撤兵。孙乾在杨松家等回信。
没几天使者回报：“马超说还没成功不能退兵。”张鲁又派人去叫，还是不回，一连三次都不肯撤。杨松说：“这人向来不讲信用不肯撤兵，肯定是要造反。”便让人散布流言说马超想夺西川自立为蜀主替父报仇，不肯臣服汉中。
张鲁问杨松怎么办。杨松说：“一面派人告诉马超：‘你想立功，给你一个月期限，要你做到三件事，做到了有赏，做不到就斩首。一要取西川，二要刘璋首级，三要退荆州兵。三件事不成，拿头来见。’一面让张卫带兵守好关隘防马超兵变。”
张鲁照办，派人到马超寨里说这三件事。马超大惊：“怎么变成这样了！”便跟马岱商量：“不如撤兵。”
杨松又散布流言说马超回兵必有异心。张卫便分七路兵守住隘口不放马超兵进入。马超进退两难，无计可施。
诸葛亮对刘备说：“现在马超正在进退两难之际，我凭三寸不烂之舌亲自去他寨里劝降。”刘备说：“先生是我心腹，万一有闪失怎么办？”诸葛亮坚决要去，刘备再三不肯放。
正犹豫间，忽然报说赵云有信推荐西川一人来降。刘备召进来问，这人姓李名恢字德昂，是建宁俞元人。
刘备说：“以前听说你苦劝刘璋，现在为什么归顺我？”
李恢说：“良禽择木而栖，贤臣择主而事。以前劝刘璋是尽人臣本分。他既然不能用，我知道他必败。现在将军仁德布于蜀中，我知道事必成，所以来归顺。”
刘备说：“先生此来，定对刘备有益。”
李恢说：“我听说马超正在进退两难。我从前在陇西跟他有一面之交，愿意去劝马超归降。”
诸葛亮说：“正想找个人替我去一趟。愿听你怎么说。”李恢在诸葛亮耳边说了自己的打算，诸葛亮大喜，马上派他去。
李恢到马超寨前让人通报。马超说：“我知道李恢是个说客，肯定是来劝我的。”便先埋伏二十个刀斧手在帐下，嘱咐说：“我叫砍就砍成肉酱！”
不一会儿李恢昂然进来，马超端坐不动喝问：“你来干什么？”
李恢说：“特地来当说客。”
马超说：“我匣中宝剑刚磨好。你说说看，说得不通就试试剑！”
李恢笑道：“将军的祸不远了！只怕新磨的剑砍不了我的头，倒要自己砍自己了。”
马超说：“我有什么祸？”
李恢说：“越国的西施，再会诋毁的人也掩不住她的美；齐国的无盐，再会赞美的人也遮不住她的丑。日中则昃，月满则亏，这是天下常理。现在将军跟曹操有杀父之仇，陇西又有切齿之恨。前不能救刘璋退荆州兵，后不能制杨松见张鲁面。眼下四海难容，一身无主。要是再像渭桥之败、冀城之失那样，还有什么脸面见天下人？”
马超叩头谢罪：“你说得极对，但我没有路可走。”
李恢说：“你既然听我的话，帐下为什么埋伏刀斧手？”马超大惭，把人都喝退了。
李恢说：“刘皇叔礼贤下士，我知道他必成大事，所以舍弃刘璋归顺他。你的先父当年曾跟皇叔约好共讨奸贼，你为什么不弃暗投明，上能报父仇，下能立功劳呢？”
马超大喜，叫杨柏进来一剑砍了，提着人头和李恢一起上关来投降刘备。
刘备亲自迎接，用上宾之礼待他。马超叩头谢道：“今天遇到明主，就像拨开云雾见了青天！”这时孙乾也回来了。刘备命霍峻、孟达守关，撤兵来取成都。赵云、黄忠接入绵竹。
有人报蜀将刘晙、马汉带兵来。赵云说：“我去擒这两人！”说完上马带兵出去。刘备在城上陪马超喝酒，还没坐稳席，赵云已经斩了二人首级献到席前。马超也暗暗吃惊，更加敬重。
马超说：“不用主公兵马厮杀，我自己去叫刘璋出来投降。他要是不降，我跟弟弟马岱取成都双手奉上。”刘备大喜。
败兵逃回益州报给刘璋，刘璋大惊闭门不出。有人报城北马超救兵到，刘璋才敢登城观望，见马超、马岱立在城下大叫：“请刘季玉答话。”
刘璋在城上问话。马超马上用鞭指着说：“我本来带张鲁兵来救益州，谁知张鲁听信杨松谗言反而要害我。现在我已归降刘皇叔。你该献城投降，免得百姓受苦。要是执迷不悟，我先攻城了！”刘璋惊得面如土色，气倒在城上，众官救醒。
刘璋说：“我不明事理，后悔也晚了。不如开门投降保全满城百姓。”
董和说：“城里还有三万多兵，钱粮够支一年，为什么急着降？”
刘璋说：“我们父子在蜀二十多年，没给百姓什么恩德。打了三年仗，血肉抛在荒野，都是我的罪过。我怎能安心？不如投降让百姓安生。”
众人听了都落泪。忽然一人进来说：“主公的话正合天意。”众人一看是巴西西充国人谯周，字允南，素来通晓天文。
刘璋问，谯周说：“我夜观天象，见群星聚在蜀郡，其中一颗大星亮如皓月，是帝王之象。况且一年前童谣说：‘若要吃新饭，须待先主来。’这是预兆，不可违背天道。”
黄权、刘巴大怒要斩谯周，刘璋拦住。忽报蜀郡太守许靖翻墙出城投降了。刘璋大哭回府。
第二天人报刘皇叔派幕僚简雍在城下叫门，刘璋命开城门接入。简雍坐在车里傲慢自若，一人拔剑大喝：“小人得志就旁若无人！你敢藐视我蜀中人物？”简雍慌忙下车迎接，这人叫秦宓，字子敕，广汉绵竹人。
简雍笑道：“不认识贤兄，请别见怪。”便一同进去见刘璋，说玄德宽洪大度没有加害之意。刘璋决意投降，厚待简雍。第二天亲自带着印绶文籍和简雍同车出城投降。刘备出寨迎接，握手流泪说：“不是我存心不仁义，实在是不得已啊！”一起入寨交割印绶文籍，并马进城。
刘备进了成都，百姓香花灯烛在门口迎接。刘备到公厅升堂坐定，各官都在堂下跪拜，只有黄权、刘巴闭门不出。众将愤怒要去杀他们，刘备慌忙传令：“有敢害这两人的，灭三族！”亲自登门请二人出来做官。二人被刘备的恩礼感动便出来了。
诸葛亮建议：“现在西川平定，不能容两个主子，可以把刘璋送去荆州。”刘备说：“我刚得蜀郡，不能让季玉走远。”诸葛亮说：“刘璋丢了基业都是因为太软弱。主公要是有妇人之仁临事不决，恐怕这地方难长久。”刘备听从了，设大宴请刘璋收拾财物，佩振威将军印绶，带家眷去南郡公安居住，即日起程。刘备自己领益州牧。
投降的文武都重赏定名爵：严颜为前将军，法正为蜀郡太守，董和为掌军中郎将，许靖为左将军长史，庞义为营中司马，刘巴为左将军，黄权为右将军。其余吴懿、费观、彭羕、卓膺、李严、吴兰、雷铜、李恢、张翼、秦宓、谯周、吕义、霍峻、邓芝、杨洪、周群、费祎、费诗、孟达等六十多人全部任用。
诸葛亮为军师，关云长为荡寇将军、汉寿亭侯，张飞为征虏将军、新亭侯，赵云为镇远将军，黄忠为征西将军，魏延为扬武将军，马超为平西将军。孙乾、简雍、糜竺、糜芳、刘封、吴班、关平、周仓、廖化、马良、马谡、蒋琬、伊籍等一班荆襄旧将全部升赏。派使者送黄金五百斤、白银一千斤、钱五千万、蜀锦一千匹给关羽，其余官将有不同赏赐。杀牛宰马大犒三军，开仓赈济百姓，军民都很高兴。
益州平定后，刘备想把成都有名的田宅分给众官。赵云进谏：“益州百姓屡经战火，田宅都空了。应该归还百姓让他们安居复业，民心才服；不该夺来当私赏。”刘备大喜，听了他的话。
诸葛亮拟定治国条例，刑法较重。法正说：“当初高祖约法三章，百姓都感念他的恩德。愿军师放宽刑法以慰民心。”
诸葛亮说：“你只知其一不知其二。秦用法暴虐百姓怨恨，所以高祖用宽仁得了天下。现在刘璋暗弱，德政不举、威刑不肃，君臣之道渐渐败坏。用高位宠信，位极就生残暴；用恩惠顺从，恩尽就生怠慢。弊病正由此而来。我现在用威法治国，法行之后人才知恩；用爵位限制，爵加之后人才知荣。恩荣并用，上下有节。治国之道就在这里。”法正拜服。
从此军民安顿，四十一州分兵镇抚都平定了。法正当蜀郡太守，平时一饭之恩、瞪眼之仇无不报复。有人告诸葛亮说：“孝直太横了，该压制一下。”
诸葛亮说：“当初主公困守荆州，北怕曹操东怕孙权，全靠孝直辅佐才能展翅高飞不可复制。现在怎么能禁止他，让他不能稍微舒心呢？”于是不过问。法正听说后自己也收敛了。
一天刘备正和诸葛亮闲聊，忽报关羽派关平来谢赏赐的金帛。刘备召进来，关平拜完呈上信说：“父亲知道马超武艺过人，要入川来跟他比试高低。让我禀报伯父。”
刘备大惊：“云长要入蜀跟孟起比试，非打起来不可。”
诸葛亮说：“没关系，我写信回去就行。”刘备怕关羽性急，让诸葛亮写了信，打发关平星夜回荆州。
关平回到荆州，关羽问：“我要跟马孟起比试，你跟他说了吗？”关平说：“军师有信在此。”
关羽拆信看，上面说：“我听说将军要跟孟起分高下。依我看，孟起虽勇猛过人，也不过是黥布、彭越之流，可以跟翼德并驾齐驱，但还比不上美髯公的超群绝伦。如今你受命守荆州，责任重大。要是一入川，荆州有失，罪莫大焉。请明鉴。”
关羽看完，捋着胡须笑道：“孔明了解我的心意。”把信遍示宾客，便打消了入川念头。
东吴孙权知道刘备吞并西川把刘璋赶到公安，便召张昭、顾雍商议：“当初刘备借荆州时说取了西川就还。现在已经得了巴蜀四十一州，该要回荆州各郡了。要是不还，就动兵。”
张昭说：“吴中刚安定，不宜动兵。我有一计，能让刘备双手把荆州奉还主公。”