劉璋手下還有一位謀臣名叫張松，此人很有才干，他認為劉璋成不了大事，自己的能力也完全得不到發揮。
一次偶然的機會，法正與張松結識，張松非常欣賞法正的才華，二人成為好友，經常一起喝酒，發泄對劉璋的不滿情緒。
當時，荊州地廣人多，物產豐富，是兵家必爭之地。公元208年，曹操將其攻下。本就膽小的劉璋更加害怕，因為曹操可以直接從荊州對他發起進攻。
為了討好曹操，劉璋便派張松作為使者去拜見曹操。張松身材矮小，相貌不端，曹操見到他后沒多瞧一眼，便將他打發走了。張松回去后就建議劉璋去尋求劉備的合作，畢竟二人都是親戚。同時，張松還向劉璋推薦了法正。
法正一見到劉備，就被其個人魅力所征服，覺得劉璋根本無法與之相比。回去與張松商量后，法正便準備尋找跳槽的機會。
公元211年，曹操向漢中的張魯發動進攻，劉璋坐不住了，再一次讓法正出使劉備，尋求幫助。
法正借此機會投靠了劉備，準備幫其占領益州，取代劉璋。劉備考慮之后，開始發兵，駐扎到了益州府城。劉璋見到劉備的兵馬后，終于松了口氣，又是提供兵馬，又是提供物資。
可過了很長一段時間，劉璋發現劉備并沒有攻打漢中的意思，這才恍然大悟，劉備要攻打的其實就是自己。而劉備遲遲沒有動手，是因為沒有出師之名，想打仗總得需要個理由。張松見劉備遲遲沒有對劉璋動手，內心十分著急，便向劉備寫信進行催促。
此時的劉璋已經知道法正叛變，而張松又是其好友，于是便派人監視張松。結果張松的書信被劉璋截獲，張松被殺。劉備也因此有了進攻的借口。
此時的劉璋焦急萬分，不過他手下的謀士鄭度卻給出了“西遷百姓，并堅壁清野”的建議，也就是把百姓向西遷移，然后加固防御，絕不出城迎戰。
劉備堅持不了多久就會因為糧草問題落荒而逃。這里不得不提劉備的情報網還是非常厲害的。鄭度的這則建議很快被劉備知道，而他最擔憂的也正是如此。
法正立即給劉備吃了一顆定心丸，說劉璋絕不會采納鄭度的建議，原因在于劉璋性格寬厚。劉璋不但不出兵攻之，還要侵擾百姓，這怎能是一城之主所為？
結果正如法正所料，劉璋并沒有聽從鄭度的建議，直接與劉備展開了激烈的戰斗。最終，劉璋被劉備擊敗，棄械投降。
劉備占領益州之后，直接面對的就是漢中的曹軍。如果不主動出擊，劉備隨時會受到曹操的威脅。劉備之所以如此糾結，是因為他單獨與曹操的交手中從未贏過，就連赤壁之戰還是在東吳的幫助下才完成的。
這時，法正向劉備說出了自己的想法，他認為曹操攻下漢中以后卻沒有繼續攻打益州，而是把夏侯淵與張郃留在了漢中，一定是曹軍內部出了問題。現在猛攻必然為天賜良機。劉備贊同法正的分析，于是出兵漢中。
起初，戰事并不順利，在夏侯淵、張郃以及郭淮等名將的抵抗之下，劉備在陽平關不僅沒占到便宜，反而損兵折將。
但在法正的計策下，劉備帶隊繞到了漢中定軍山，從而分散了曹軍兵力，同時四處放火，令曹軍疲于應付。