益州包括今天的四川全部和云南、贵州的大部分地区，地方广大，土地肥沃，素以“天府之国”著称，但在刘焉、刘璋父子的统治下，这里成为个社会矛盾尖锐复杂的地方。公元208年，曹操打下荆州，刘璋曾归附曹操赤壁之战后，刘璋断绝了同曹操的关系。孙权曾遣使和刘备商议，试图共同攻取益州，刘备因为另有打算，拒绝了孙权的建议原来，刘备在此之前，已经与刘璋方面的人土有了一些接触。
刘璋在赤壁之战前，派部下张松，赤壁之战后又派部下法正，先后拜见过刘备。刘备不但热情地接待，而且借机询问了许多益州的情况。张松、法正见刘备才能突岀，善于用人，于是都对他十分倾心，把益州的地理形势和府库钱粮、人马兵器等情况，都告诉了刘备，甚至还画了益州详细的山川地理形势图，供刘备参考，使刘备“尽知益州虚实”。张松、法正从刘备那里回益州后，都劝刘璋与刘备结好，后来二人又密谋寻找机会迎接刘备入蜀谋臣庞统这时也劝刘备尽早占据益州，他说：“荆州荒残，人物殚尽，东有孙吴，北有曹氏，鼎足之计，难以得志。今益州国富民强，户口百万部兵马，所出必具，宝货无求于外，今可权借以定大事。”最后，他还提醒刘备：“今日不取，终为人利耳。
建安十六年(211)，益州牧刘璋听说曹操准备派大将钟繇率军进攻汉中的张鲁，十分恐惧。张松乘机向刘璋进言：“刘豫州，使君之宗室而曹公之深仇也，善用兵，若使之讨鲁，鲁必破。鲁破，则益州强，曹公虽来，无能为也。”巧妙地向刘璋提岀了迎刘备入蜀的建义。刘璋为了抵抗曹操，派法正领兵四千，携带厚礼，前往荆州迎接刘备。法正岀发前，主簿黄权曾提醒刘璋：刘备是一个有雄才大略的著名人物，接他来益州，如果以部下对待他不会满意；如果以宾客礼对待，一国不容二主，势必造成累卵之危，请他作长远考虑。但刘璋根本就听不进他的意见。
所以当时就有人说刘璋此举是引狼入室果然，法正一到荆州，就劝刘备乘机占据益州，他说：刘璋懦弱可欺，又有张松作內应，您肯定能占领益州；成功以后，凭借益州险阻，利用那里的财富，不愁成不了大事。刘备听后点头称是。刘备以接受刘璋的邀请为名，率领步卒数万人，与庞统、黄忠等进入益留下诸葛亮、关羽、张飞等守荆州。
刘备经江州(今四川重庆市)、垫江(今合川)抵涪县(今绵阳市东北)，刘璋率步骑岀城热烈欢迎。刘璋让刘备做了行大司马，兼领司隶校尉，又将杨怀、高沛统领的白水军交给刘备，让他去攻打张鲁。张松让法正提醒刘备，可以乘机袭杀刘璋，谋臣庞统也赞成这么做。刘备认为此事非同一般，不能仓猝，就暂时按刘璋的意图，率领约三万人，带着大量的武器装备，向北前进，去攻打张鲁。当前进到葭萌(今四川广元西南)的时候，刘备根本不再考虑什么讨伐张鲁的问题，而是停下来拥军自保，“厚树恩德，以收众心”，为夺取益州作准备。
建安十七年(212)十月，曹操进攻孙权，孙权请刘备回救荆州。刘备以孙权和他势同唇齿为借口，派使者请刘璋给予一万兵力及武器粮草，以便他援救孙权。刘璋对刘备不讨张鲁，却去援救孙权相当不满，只勉强答应给兵四千，武器粮草等也都只给刘备要求的一半。刘备借机激怒将士说：我为刘璋征讨强敌，将士辛勤劳顿，无暇安宁；刘璋虽然资财积累丰富，对我们却如此吝啬，这怎么能让大家为他拼死作战呢?使军中上下都对刘璋产生了不满情绪。在成都的张松认为刘备真的要离开益州，赶紧给他写信说：“今大事垂手可立，怎么就放弃而走呢?”不料此事被他的哥哥广汉太守张肃所告发。刘璋当即捕杀了张松，然后下令各守关将领不得放刘备通过。
刘备闻讯大怒，果断诱杀了刘璋的白水军督杨怀、高沛，收编了白水军，接着与黄忠、卓膺率兵进驻涪城，准备继续南下进攻刘璋。刘璋得到消息，慌忙派刘瓚、冷苞、张任、邓贤等迎击，结果连吃败仗，退守绵竹(今四川绵竹东南)。刘璋又派李严总督绵竹诸军，准备反击，不料李严倒戈投降。至214年刘备兵势加强，于是分兵攻占附近诸县，最后将刘璋包围在雒城(今四川广汉西北)。与此同时，刘备下令留守荆州的诸葛亮火速领兵西上。诸葛亮留下关羽驻守荆州，自己立刻与张飞、赵云统兵入蜀。一路上，诸葛亮、张飞、赵云攻下巴东、江州、江阳(今四川泸州)犍为(今四川彭山西)、巴西(今四川阆中)、德阳(今四川遂宁东南)。
214年五月，刘备攻下雒城，刘璋逃至成都。刘备乘胜追击，在成都与诸葛亮的军队会师。当时，成都城内有三万精兵和可供一年支出的粮食布匹，不人还想固守。但刘璋见大势已去，无心抵抗，便说：我家父子在益州二十余年，对老百姓无恩无德，已经让他们四处奔波，攻战三年了，我怎么能忍心再让他们为我受苦呢！于是在这年六月出降。
刘备终于取得了益州。在此之前，马超前来投奔，刘备闻讯，特别高兴地说：这下准能取得益州了在庆祝胜利的酒宴上，刘备掩饰不住內心的喜悦，对庞统说：“今日之会，可谓乐矣。”庞统直言不讳地说：“伐人之国而以为欢，非仁者之兵也。”刘备听后一时大怒，但转念细想，又觉得庞统说的不无道理。另外，他想夺取益州，只是统一大业的第一步，今后的历程很可能更艰难，不可盲目乐观。