荆州大局已定，刘备随即将目标转向了西蜀。这时，孙权也将目标转向了西蜀。孙权向刘备建议，双方共同出兵，然后平分西蜀。但是，西蜀是刘备战略规划中的重地，怎么能和他人共分。于是，刘备拒绝了孙权的建议，并且劝告孙权，他们和西蜀都有一个共同的敌人——曹操，同盟之间不能互相攻伐，令敌人获利。

孙权一意孤行，想独自伐蜀。但是，孙权要进攻西蜀必须经过刘备的领地，而刘备在孙权的必经之路上布下了重兵，阻止孙权通过。孙权无奈，只得取消了西进的计划。

公元211年，镇守西蜀的益州牧刘璋得到一个消息，曹操要进攻汉中的张鲁。张鲁正是曹操和刘璋之间的一道屏障，曹操如果取得汉中，再攻取西蜀就只是时间上的问题。刘璋内心恐惧，在手下谋士建议下，请刘备入蜀，先发制人讨伐张鲁，以求立于不败之地。

刘备应邀入蜀，但是，在得到刘璋支援的兵力之后，刘备没有仓促起兵。刘备知道，虽然张鲁实力较弱，但是张鲁经营汉中几十年，政权稳固，而且深得民心，很难一战告捷。刘备北上到葭萌关（位于今四川省广元市元坝区昭化镇）之后便停滞不前，开始养精蓄锐，并且“厚树恩德，以收众心”。

公元212年，曹操讨伐孙权，再次进攻荆州。刘备以前往救助镇守荆州的关羽为由，向刘璋借兵一万。但是，刘璋疑心刘备手握重兵会对自己不利，于是只借给刘备四千兵，刘备要求的军需粮草等只提供一半。刘璋的“小气”成为了刘备的借口，在刘备的煽动下，连充足的粮草都不愿提供的刘璋成为兵士们的众矢之的。刘备趁机起兵，讨伐刘璋。公元214年，刘备攻到成都，刘璋投降。

西蜀，是刘备三分天下之计得以实现的另一战略要地。至此，刘备如果攻取汉中，就实现了三分天下的构想，可以偏安于中国西南。而夺取天下，则只能再等待时机。

公元219年，经过几年的休养生息，刘备开始进军汉中。汉中当时已经被曹操取得，由名将夏侯渊、张郃镇守。在定军山（位于今陕西省勉县），刘备大破曹军，斩杀夏侯渊。曹操闻讯，亲率大军前来讨伐刘备。但是，刘备豪气干云，指着曹操大军的方向说：“曹公虽来，无能为也，我必有汉川矣。”