龐統的死不僅讓劉備悲痛，更讓他蒙受了重大損失。
這種損失隨後就表現了出來，原本很順利的局面突然不在了，劉備在雒城外圍遭受到敵人更加猛烈的抵抗，攻城受阻。眼看就要打到成都，現在出現了變數。
這給劉璋帶來了新的希望，他手裡還有相當的實力，比如東部的巴西郡、巴東郡和巴郡，號稱「三巴」，其範圍大體相當於現在的重慶市，劉備在此寸土未占，像巴郡太守嚴顏那樣對劉備一向不持好感的人還有不少，如果劉璋調動得當的話，便能迅速集結在一起。益州南部的幾個郡，包括漢昌郡、益州郡、越巂郡等，地盤都很大，他們目前多持觀望態度，如果劉璋能打上兩場勝仗，這些郡的態度也都會有所改變。
對劉璋有利的還有時間，他不用直接戰勝劉備，只要能拖住，形成對峙的局面，對劉備就大為不利，劉備有後顧之憂，那就是荊州，曹操、孫權如果騰出手來，不管是誰出上一招，劉備恐怕就顧不上益州了。劉備也看到了情況的危險，趕緊調荊州人馬來參戰。
按照劉備之前的想法，自己帶的這幾萬人就能把益州搞定，不需要荊州再分出力量來支援，因為面對曹操和孫權，荊州方面的壓力也很大，但現在已經顧不上那麼多了。
建安十九年（214）5月，諸葛亮接到了劉備的命令，急忙與關羽、張飛、趙雲等人商議入蜀的方案。根據劉備的意見，關羽留下來防守荊州，諸葛亮、張飛、趙雲等率兵馳援益州。
情況緊急，不容耽擱，諸葛亮讓張飛率一部人馬先行，趙雲率部與自己在後面跟進，兩支人馬約定在江州會合。為了協助關羽做好荊州的防務，諸葛亮把馬良、麋竺、麋芳、廖化等人留了下來，之後諸葛亮攜趙雲所部也沿長江西進，向益州進發了。這是諸葛亮第一次單獨指揮大兵團行動，這一年他34歲，加入劉備陣營剛滿7年。
從軍職上看，張飛此時是征虜將軍，趙雲是偏將軍，而諸葛亮僅是軍師中郎將，西進兵團應該以張飛為主將才是，但劉備仍然把這支大軍的指揮權交給了諸葛亮，這既是對他能力的充分肯定，也是對他的信任，在這一點上劉備很像孫權，孫權就常以軍職較低的周瑜、魯肅統制軍職更高的將領。
張飛率軍西進，首戰於巴東郡，將其攻克，之後繼續向前推進，來到巴郡，將郡治江州包圍。
巴郡太守嚴顏組織抵抗，雙方展開了激戰，最終張飛獲勝，將嚴顏生擒。嚴顏被帶到了張飛跟前，張飛斥責道：「我大軍已至，你怎敢不投降而拒戰？」嚴顏毫不畏懼，回答道：「是你們不講理，侵佔我們的土地，我州只有斷頭將軍，沒有投降將軍！」
張飛聽了很生氣，讓左右把嚴顏拉下去砍頭，嚴顏臉色不變，對張飛道：「砍頭就砍頭，發什麼火？」張飛被嚴顏凜然之氣所感動，下令把他釋放，尊之為賓客。
張飛攻克江州不久，諸葛亮攜趙雲一行也趕到了。
江州多山，附近有一山，高3里，合今約1000米，諸葛亮、張飛、趙雲等把大軍安排在此進行休整，同時派人去接收已平定的巴東郡、巴郡各縣。這一帶的百姓對劉璋的統治好像並不滿意，他們歡迎荊州人馬的到來，百姓用牛、酒犒勞大軍，諸葛亮下令在此大會將士，軍營所在的山因此得名為會軍堂山，沿用至今。
江州不能多停留，諸葛亮決定分兵三路向益州腹地進發：一路由張飛率領，由墊江向北，收服巴西郡，之後折向西南，去德陽等待會合；一路由趙雲率領，繼續沿長江而上，攻佔江陽、犍為等戰略要地，之後迂迴至成都東南方向；一路由自己率領，由江州直接西進，攻佔德陽，與張飛會合後直赴成都。
巴西郡的郡治是閬中，即今四川省閬中；江陽即今四川省瀘州，犍為是益州的一個郡，郡治武陽，即今四川省彭山；德陽屬廣漢郡，即今四川省遂寧。這些地方都是益州的戰略要地，諸葛亮的戰略是不急於去雒城支援劉備，而是先肅清成都外圍，從南、北、東三個方向包圍成都。
制訂這樣的作戰計劃，考慮的是劉璋的主力已被劉備吸引至雒城方向，撤不能撤，打不敢打，現在只要繼續保持對雒城的壓力，就可以騰出手來一一將其收服，到那時即使雒城仍不破，劉璋也無計可施。如果直接趕赴雒城的話，可能仍會面臨城堅難攻的局面，而且即使攻破了雒城，益州各地的戰略要地也要一一去佔領，不如先做這些事。
另外還有一層考慮，那就是如何奪取成都。如果成都是第二個雒城，麻煩就大了。雒城無關大局，成都卻舉足輕重，如果劉璋不肯投降，再圍成都數月，攻守相還，死屍遍地，把城池打爛，有人逼急了再給城裡放幾把火，那成都即使拿下，也廢了。
殺人總是凶事，攻城之日，如果死傷巨大，終不吉祥。按照諸葛亮替劉備做出的規劃，今後將以益州為根本，成都就是成就王業的基礎，此城不能硬攻，最好讓劉璋出城投降。現在三路分擊的方案正是斷絕劉璋的後路和希望，迫使他出降。
三路大軍分頭行動，進展都很順利。張飛一路進軍巴西郡，嚴顏給了很大幫助，巴西郡功曹龔諶投降，巴西郡很快被佔領。張飛按照之前與諸葛亮的約定，留下一部分人馬防守，自己率部前往德陽與諸葛亮會合。趙雲也順利地平定了江陽、武陽等地，之後向成都方向進軍。
諸葛亮率部攻擊德陽，遇到的抵抗最大。劉璋帳下司馬張裔頑強抵抗，與諸葛亮戰於德陽附近的柏下，經過激戰，張裔被打敗，退回成都。
張裔字君嗣，是成都本地人。他也是一名學者，長於《春秋》，博涉史籍，受到大名士許靖的讚賞。劉璋舉薦他為孝廉，讓他當縣長，又任命他為帳下司馬。這是個能文能武的人才，雖然被打敗卻給諸葛亮留下了深刻印象，張裔隨劉璋投降後，諸葛亮對他刻意培養和重用。
看到劉備的援軍來了，而且一路連連得手，在成都的劉璋更加坐臥不安，原來還指望堅守一陣子讓劉備知難而退，現在看來這一切都不可能了。
這時，劉璋收到了法正寫給他的一封勸降信，法正替劉璋分析了目前的形勢，劉備在益州已站穩了腳跟，退回去是不可能的，益州大半土地已失，雒城、成都都將不保，失敗是遲早的事。通過這封信，劉備借法正之口向劉璋表明了態度，也就是他若肯降，可以保全其家族，希望劉璋三思。一句話，主人和客人的位置現在已經變了，用投降來換取家族的安全，目前是最後的機會了。
這極大地動搖了劉璋頑抗到底的決心。