汉献帝建安二十二年，公元217年。
法正向刘备献计，认为曹操一举降伏张鲁，却未继续进攻益州，而留下夏侯渊、张郃驻守汉中，一定是后方朝廷那边出了问题，让曹操感受到了威胁。而夏侯渊、张郃的才能并不足以守住汉中，应该立即发兵夺取汉中。
法正说道：“主公，汉中是蜀地的门户咽喉，只有拿下汉中，蜀地才能安全。上，可以讨伐国贼，尊崇汉室；中，可以蚕食雍、凉二州，开拓国境；下，可以固守要害，此为长久之计。”
刘备非常赞同法正的说法，于是率领诸将进攻汉中。
汉献帝建安二十三年，公元218年，刘备率兵进攻汉中，派遣吴兰、雷铜等夺取武都。
吴兰和雷铜初战不利，后又被曹洪派来的援军截了粮道。
吴兰急忙率军增援，又被围；雷铜看守大营，本欲去救，却被曹洪亲自领兵攻打，动弹不得。
不久，吴兰兵败被杀，雷铜大营被曹洪攻破，同样被杀。
刘备则率军攻击阳平关。
刘备征战半生，向来只怕曹操，曹操的部将他是不放在眼里的。
然而，这次刘备却发现，曹操留下的将领也不那么好对付。攻击阳平关的行动进行的不太顺利。
于是，刘备便给留守成都的诸葛亮写信，命令他发兵增援。
也许是太过谨慎，也许是占据益州不久，诸葛亮这回有点犹豫，不确定是不是该抽调部队去汉中增援。
于是，诸葛亮便拿着刘备的来信去询问益州当地将领杨洪。
杨洪说：“我们如果拿不下汉中，那么就连益州也会一起失去。现在就是生死存亡的关键时刻。在这种时候，男子就该上战场，女子就该搞后勤。请军师不要再犹豫了，尽快发兵吧。”
得到及时增援的刘备迅速掌控了战场的主动权，顺利占领阳平关，与夏侯渊、张郃相拒。
此时，夏侯渊驻守南线据点走马谷，张郃驻守东线据点广石。
法正向刘备献计：声东击西。
“如何声东击西？还请先生教我。”
刘备这一点和他的老祖宗刘邦很像，不懂就问，绝对不装蒜。
法正最欣赏刘备的也正是这一点，不耻下问，言听计从。
于是，法正一边用手指在地图上比比划划，一边悄声在刘备耳边窃窃私语。
刘备双眼盯着法正的手指，不住点头。
汉献帝建安二十四年，公元219年。
刘备按照法正的计策，放弃阳平关，南渡沔水，于定军山扎营。做出一副准备全力进攻的样子。
夏侯渊得知后，决定先发制人，在刘备做好进攻准备前，率军攻打定军山。
刘备坚守不战，夏侯渊数次进攻，皆无功而返。
随后，刘备亲自挑选万余精兵，共分作十队，趁夜轮番进攻广石，不求直接打下来，但求让守将张郃疲于奔命。
刘备来攻，张郃不敢怠慢，率亲兵搏战，虽然没有丢失据点，但也逐渐抵挡不住刘备军的轮番攻击。于是，派人连夜向夏侯渊报告，请求增援。
走马谷与广石互为犄角之势，一损俱损。况且张郃颇受曹操器重，夏侯渊不敢不救。
于是，夏侯渊将精兵分拨一半去支援张郃，自己率其余部队继续固守南线。
眼见夏侯渊中计，分兵救援张郃，刘备大喜。立刻亲自率领法正、黄忠等人偷袭走马谷，放火烧毁了曹军阵地前的防御工事鹿角。
夏侯渊得知鹿角被毁，担心黄忠的骑兵会趁机进攻。没有鹿角，普通步兵是挡不住骑兵冲锋的。于是亲自率四百军士出营救火、抢修鹿角。
此时，山上的法正一看时机已到，便对刘备说：“主公，就是现在，冲吧。”
于是，刘备令旗一挥，埋伏在半山腰的黄忠突然暴起，率军居高临下发起冲锋。一次冲击，便切断了夏侯渊回营的道路。
随后，刘备命令擂鼓，全军进攻。
夏侯渊身边只有四百人，大营中的军队又被刘备军堵住营门，无法出来接应，被刘备军以优势兵力团团围住。
夏侯渊虽然弓马娴熟，能征善战，但寡不敌众，混战中被黄忠一刀劈于马下。
夏侯渊战死，走马谷大营守将赵颙完全不是刘备的对手，走马谷被刘备顺利拿下，曹军全线崩溃。刘备从此将汉中的主动权牢牢掌控在了自己手里。
黄忠因阵斩夏侯渊，被封为征西将军。
曹军失去主帅，惶恐不安。司马郭淮、督军杜袭等推举荡寇将军张郃暂时统领汉中诸军，以安众心。于是，张郃率军驻守阳平关。
同年三月，曹操听闻汉中吃紧，亲率大军来到汉中。，得知是法正献计取汉中，感慨不已，叹道：“我就知道，凭刘备怎么可能有此计策，定是受人所教” 。
刘备听说后为笑笑，说：“曹操以为他来了我就会怕吗？他亲自来了又能怎么样，汉中肯定是我的了。”
曹操到汉中之后，刘备敛众据守，占据险要，与曹操对峙。
曹操来争汉中，为了保证后勤供应，将数千万囊粮草搬运到北山囤积。
时任征西将军的黄忠正好在赵云营内。黄忠见曹操运送了这么多的粮草，于是向赵云建议，可以去劫粮。
“一把火烧光曹军的粮草，曹操不战自退。”
赵云点头称是。
不过，为人严谨持重的赵云认为，曹操向来擅于断人粮道，劫人粮草，自己的囤粮重地，应该会有重兵把守。
为谨慎起见，赵云便与黄忠约定期限，然后才同意让黄忠领兵去劫粮。结果黄忠逾期未归，赵云便率领轻骑前往接应，正与曹军相遇。此时黄忠已被曹军包围，形势危急。
赵云单骑突入曹军，杀开一条血路，救出黄忠，向营地撤退。曹军凭借优势兵力紧追不舍，直冲向赵云大营。
赵云此时兵力不足，难以抵挡。于是心生一计，将营门大开，偃旗息鼓，自己单骑立于营门前。
曹军到来，既忌惮赵云勇猛，又担心赵云设有伏兵，于是便要退走。
赵云则趁机擂鼓，亲自率少量骑兵佯装追击。曹军大为惊骇，加速逃跑，自相践踏，死伤极多。
之后，刘备开始主动出击，派副军中郎将刘封于阳平关前叫阵。
曹操破口大骂：“刘备匹夫，老是弄个假儿子来挑战。你等着，等我把我黄须儿叫来收拾你。”
曹操于是派人去召北中郎将曹彰来援汉中。
然而，曹操自己心里也清楚，即便曹彰来了也于事无补。战场主动权已经丧失，这仗打起来已经没多大意思了。
夜间，夏侯惇请教巡夜口令，曹操看着碗里的鸡汤，随口而出：“鸡肋。”
不久，曹操撤军，汉中从此姓刘。
同年七月，刘备进位为汉中王、大司马，以汉中、巴、蜀、广汉、犍为五郡为汉中国。
随后，刘备准备回到成都，需要留一位大将镇守汉中要地。几乎所有人都认为必是张飞莫属。就连张飞自己，也是这么想的。
结果，刘备任命魏延镇守汉中。消息一出，全军皆惊。
刘备也知道魏延恐怕镇不住场子，于是临行前，大宴全军，给魏延站台。
酒宴上，刘备端起一杯酒，问魏延：“孤将汉中要地交给你，你打算怎么做啊？”
魏延起身答道：“如果曹操亲提大军，以倾国之力来攻，末将就替大王挡住他；如果只是派一员偏将，率十万军队来，末将就吞了他。”
刘备哈哈大笑，将杯中酒一饮而尽，朗声说道：“说得好，汉中就交给你了。”