公元215年，曹操舉兵攻打佔據漢中的張魯，由於曹軍來勢兇猛，張魯勢力難以抵抗，沒多久就被曹軍消滅，張魯的幾個部將戰死了，他自己則投降了曹操。與此同時，孫權正在向劉備要回之前借出去的荊州，劉備不肯把荊州退給孫權，兩個人因為這件事鬧了很大的矛盾，只差沒有上戰場拚個你死我活了。然而張魯投降的消息傳來後，劉備和孫權不由得都對曹操產生了畏懼心理，與其現在和對方為了一塊地盤爭來爭去，還不如先聯合起來共同對抗曹操。兩人達成共識後，劉備便帶著手下人回到了蜀地。
謀士司馬懿和劉曄勸諫曹操趁著劉備的勢力還不算強大的時候，把蜀地攻佔下來，曹操拒絕了，他說：「人活一世應該知足，只有知足才能常樂，我既然已經得到了漢中，就不該再去侵佔蜀地。」之後，曹操讓徐晃、張郃和夏侯淵駐守漢中，任命丞相長史杜襲為駙馬都尉，負責漢中地方事務。
曹操雖然對外宣稱不想攻佔蜀地，但劉備不相信他的話，回去後便開始加強警戒，命令軍隊刻苦操練。果然，漢中的曹軍發動了幾次小規模的進攻，多虧劉備有所防範，才沒有讓蜀地陷入危險之中。
時間到了公元217年，劉備等人眼看著曹軍就在自己身邊晃蕩，保不準哪一天就朝自己衝過來了，雖說前幾次都把他們打回去了，可誰知道曹操會不會再派大部隊過來呢？蜀地每個人都很不安，法正看到劉備焦慮的樣子，便建議劉備進攻漢中，法正認為曹操集團內部肯定發生了些事情，導致曹操沒有在奪得漢中後立刻對蜀地發起攻勢。而且夏侯淵和張郃算不上一等一的猛將，只要多帶些人馬，肯定能把漢中攻克下來。法正又對劉備說，漢中的地理位置十分重要，得到它，我們就對曹操造成了威脅，自己的實力也得以增強，還可以把周圍的雍州和涼州攻佔下來，擴充勢力範圍。這番話說得劉備動了心，稍微思考了下，劉備便下達了攻佔漢中的命令。
在謀士黃權的建議下，法正、黃忠、魏延、趙雲、高翔等幾位將領帶著蜀軍從成都出發，先是攻佔了巴東郡，然後攻佔巴西郡，接著大軍朝漢中的陽平關前進。張飛、馬超、吳蘭、雷銅等人則帶著另一批大軍攻打武都郡，順利攻城後把軍隊駐紮在下辨。劉備進攻漢中的消息傳出去後，很多人帶著自己的部隊前來投靠，使得劉備的軍力在短時間內得到巨大的增加。
曹操聽聞劉備即將進攻漢中，連忙命令夏侯淵帶著主力部隊趕去陽平關迎戰劉備，張郃則駐守廣石，徐晃駐守馬鳴閣，負責馬鳴閣和陽平關中間這段路的情況，曹洪、曹真則率領著剩下的兵力圍截張飛，給大部隊爭取作戰時間。
兩軍交戰一年，沒有分出勝負。張飛和馬超的軍隊聯合起來駐守在固山，並對外宣言要從曹軍後部包圍上來，切斷曹軍退路。曹洪和一部分人得到蜀軍的動向後，打算趁張飛和馬超合兵之前，先去攻打下辨的吳蘭，但曹休對蜀軍的意圖表示懷疑，他認為，蜀軍如果真想切斷曹軍後路，肯定會悄無聲息地包圍過來，絕不可能讓自己的計劃被外人知曉。曹休建議放棄攻打下辨，直接攻打蜀軍，才是最正確的選擇。曹洪不聽，仍然堅持自己的主張，吳蘭軍隊差不多全軍覆沒，吳蘭在混亂中也被殺死。張飛、馬超聽到下辨失守的消息後，帶著軍隊離開了固山，轉投其他地方。
另一邊，劉備對戰夏侯淵。最開始，部將陳式授命進攻馬鳴閣，不幸被徐晃打敗，大軍損失慘重。劉備慌了神，集結最強的兵力去攻打駐守在廣石的張郃部隊，費了九牛二虎之力也沒能消滅張郃，眼看勝利無望，劉備不甘心，寫了一封救援信給諸葛亮。諸葛亮急忙帶兵趕來增援，蜀軍得以繼續和曹軍對峙。蜀地久攻不下，曹操也急了，親自到長安督戰，但戰事一直沒有明朗的進展。公元219年，劉備孤注一擲，八大部隊駐紮在定軍山。定軍山山勢險要，地理條件不利於作戰，雖然會給蜀軍帶來一些麻煩，但也讓曹軍難以進攻。劉備駐軍後，夏侯淵和張郃隨即帶領大軍來到走馬谷，和蜀軍相持不下。謀士黃權向劉備提議趁夜偷襲曹軍，先用大火引燃曹軍軍營，然後趁他們混亂的時候猛然出擊，劉備依計行事，火燒曹營。曹軍士兵果然慌亂不已，夏侯淵和張郃好不容易才把混亂的場面平復下去，兩人各帶一隊兵力，夏侯淵看守南邊，張郃看守北邊。劉備命人從北面攻擊，張郃抵擋不住，夏侯淵又把自己的兵力撥了一半給他。這麼折騰一番後，曹軍的精力也消耗了不少，劉備、法正等人在遠處觀戰，看到此時情景，法正示意可以全力進攻，劉備一揮手，鼓手們便轟隆隆開始擂鼓。蜀軍士氣在鼓聲中大振，吶喊著衝進曹營，曹軍措手不及，被蜀軍砍死砍傷無數。夏侯淵和幾名部將被斬，張郃則帶著殘兵逃了出來，連夜跑到位於漢水的曹軍北下營。
夏侯淵死後，張郃擔任統領，處於混亂中的曹軍總算安穩下來。劉備雖然打了一場勝仗，但仍然不敢掉以輕心，雖然和曹軍只有一水相隔，礙於實力懸殊，劉備決定在漢水邊設立防線。張郃幾次想引誘劉備過河，可是劉備心有疑惑，都沒有成功。曹軍只好回到陽平關等待援軍。沒幾日，曹真帶著曹操的命令前來增援，和徐晃一起作戰，擊敗了前來進攻的蜀軍，總算挽回了一部分損失。
曹軍幾次失利，曹操坐不住了，直接從長安來到漢中前線。劉備對曹操的到來一點兒也不擔心，在他看來，拿下漢中不過是時間問題，而且也不會等很久。手下人見劉備如此鎮定，也都把自己的擔憂放了下去，劉備吩咐大家加強戒備，派兵把守重要的關口，其他的什麼也不用做。
曹操原以為劉備會按捺不住先發動進攻，誰知等了很久也沒見蜀軍有什麼動靜，想不通劉備究竟是何打算。有一天，一隊曹軍外出運糧，蜀軍部將黃忠乘機把糧草奪了過來。可是劉備左等右等，一直不見黃忠回來，趙雲便主動請命去尋找。趙雲帶著幾十名騎兵，才一出軍營，就被曹操的大部隊包圍了，原來黃忠已經被曹軍俘虜，曹操就等著劉備派人出營搜尋黃忠，好把蜀軍部將一個個消滅。趙雲帶的人手不多，只好一邊打一邊朝軍營退去。到了蜀軍軍營門口，趙雲命令全部士兵出來應戰，四周鼓聲雷雷，曹軍嚇得不敢動彈，蜀軍乘機放箭，曹軍躲閃不及，中箭落水者無數。眼看情況已經對自己不利，曹軍只能狼狽跑了回去。
時間一晃又是幾個月過去了，劉備和曹操雖時有交戰，但都無法完全取得勝利，曹操想來想去，覺得漢中並不是非要得到不可，於是決定撤離漢中。他用「雞肋」作為撤軍的口令，大家都不明白這是什麼意思，只有楊修懂得其中的含義。雞肋可有可無，丟掉了雖然可惜，但吃起來沒滋沒味，比不上雞身上其他部位的肉。經過楊修的解釋，眾人才算明白過來，經過一段時間的整理後，曹操便帶著大軍離開了漢中。
劉備終於得到了漢中，為了徹底清除殘餘敵對勢力，劉備派人殺死了駐守房陵的太守蒯祺和駐守在上庸的太守申耽，隨後，劉備在漢中稱王，正式宣佈和曹操對抗。