刘备亲自率军在谋士庞统的陪同下进入了益州。
至次年十二月，刘璋发觉张松私通刘备，将张松处死，
下令守关诸将不准刘备兵马通过。刘备与刘璋决裂，还攻成都。
刘备棋先一着，占领涪城（今四川绵阳）。
刘璋派遣李严等退保绵竹，刘备则调诸葛亮、张飞、赵云等入川，
分定蜀中诸县。
建安十九年（214年）诸葛亮与张飞、赵云率兵溯长江而上，
攻克巴东，与刘备会师成都。刘璋被迫出城投降。成都攻下后，
诸葛亮受金五百斤，银千斤，钱五千万，锦千匹，
并受任为军师将军，署左将军府事。
每当刘备出兵征伐，诸葛亮便负责镇守成都，为刘备足食足兵。
当时法正统御外军、于内为谋士，治理蜀地睚眦必报，擅自杀死了诋毁自己的多人。
有人对诸葛亮说：“法正太过于跋扈，将军应该告诉主公，压制一下他的势头。”
诸葛亮说：“主公在公安，北面有曹操的大军，向东忌惮孙权的威逼，
于内又怕孙夫人生事。自从法正辅佐主公之后，
犹如有了翅膀翱翔在天空，不再受人所困。现在为什么要约束他，让他不能如意呢？”
于是对此事不再追究。诸葛亮治理蜀地，崇尚严刑峻法，有怨气的人很多。
法正对诸葛亮援引汉高祖进关中后废除秦朝苛法，约法三章的故事，希望能宽容治理。
而诸葛亮却认为法正只知其一、不知其二。
他认为如今形势与秦末不同，刘璋昏聩无能，自从他主政蜀地以来，
没有制定行之有效的法律，而且不修德政，威刑也没有。
蜀地的大族专权自恣，君臣之道渐渐被大族的专擅所替代。
所以自己如今实行严刑峻法，就是为了纠正这种政治形势。
建安二十二年（217年）十月，曹操在平定关中诸军阀后南侵汉中。
建安二十四年（219年），刘备与曹操在汉中对峙不下，
刘备急忙派人到成都让诸葛亮调兵来支援，诸葛亮询问杨洪是否可以发兵，
杨洪认为汉中是益州咽喉，曹操来夺是家门之祸、存亡之机，
劝谏诸葛亮在这种时候应该即刻出兵。汉中之战以刘备的胜利告终。
七月，刘备自称汉中王。至此，完全实现了诸葛亮在“隆中对策”
中制定的“跨有荆、益”的战略目标。
然而，东吴的吕蒙极力主张“取羽，全据长江”。
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