刘璋手下还有一位谋臣名叫张松，此人很有才干，他认为刘璋成不了大事，自己的能力也完全得不到发挥。
一次偶然的机会，法正与张松结识，张松非常欣赏法正的才华，二人成为好友，经常一起喝酒，发泄对刘璋的不满情绪。
当时，荆州地广人多，物产丰富，是兵家必争之地。公元208年，曹操将其攻下。本就胆小的刘璋更加害怕，因为曹操可以直接从荆州对他发起进攻。
为了讨好曹操，刘璋便派张松作为使者去拜见曹操。张松身材矮小，相貌不端，曹操见到他后没多瞧一眼，便将他打发走了。张松回去后就建议刘璋去寻求刘备的合作，毕竟二人都是亲戚。同时，张松还向刘璋推荐了法正。
法正一见到刘备，就被其个人魅力所征服，觉得刘璋根本无法与之相比。回去与张松商量后，法正便准备寻找跳槽的机会。
公元211年，曹操向汉中的张鲁发动进攻，刘璋坐不住了，再一次让法正出使刘备，寻求帮助。
法正借此机会投靠了刘备，准备帮其占领益州，取代刘璋。刘备考虑之后，开始发兵，驻扎到了益州府城。刘璋见到刘备的兵马后，终于松了口气，又是提供兵马，又是提供物资。
可过了很长一段时间，刘璋发现刘备并没有攻打汉中的意思，这才恍然大悟，刘备要攻打的其实就是自己。而刘备迟迟没有动手，是因为没有出师之名，想打仗总得需要个理由。张松见刘备迟迟没有对刘璋动手，内心十分着急，便向刘备写信进行催促。
此时的刘璋已经知道法正叛变，而张松又是其好友，于是便派人监视张松。结果张松的书信被刘璋截获，张松被杀。刘备也因此有了进攻的借口。
此时的刘璋焦急万分，不过他手下的谋士郑度却给出了“西迁百姓，并坚壁清野”的建议，也就是把百姓向西迁移，然后加固防御，绝不出城迎战。
刘备坚持不了多久就会因为粮草问题落荒而逃。这里不得不提刘备的情报网还是非常厉害的。郑度的这则建议很快被刘备知道，而他最担忧的也正是如此。
法正立即给刘备吃了一颗定心丸，说刘璋绝不会采纳郑度的建议，原因在于刘璋性格宽厚。刘璋不但不出兵攻之，还要侵扰百姓，这怎能是一城之主所为？
结果正如法正所料，刘璋并没有听从郑度的建议，直接与刘备展开了激烈的战斗。最终，刘璋被刘备击败，弃械投降。
刘备占领益州之后，直接面对的就是汉中的曹军。如果不主动出击，刘备随时会受到曹操的威胁。刘备之所以如此纠结，是因为他单独与曹操的交手中从未赢过，就连赤壁之战还是在东吴的帮助下才完成的。
这时，法正向刘备说出了自己的想法，他认为曹操攻下汉中以后却没有继续攻打益州，而是把夏侯渊与张郃留在了汉中，一定是曹军内部出了问题。现在猛攻必然为天赐良机。刘备赞同法正的分析，于是出兵汉中。
起初，战事并不顺利，在夏侯渊、张郃以及郭淮等名将的抵抗之下，刘备在阳平关不仅没占到便宜，反而损兵折将。
但在法正的计策下，刘备带队绕到了汉中定军山，从而分散了曹军兵力，同时四处放火，令曹军疲于应付。