大的诸侯当靠山，要么赶紧整顿军队、提升实力，否则迟早会被人吞并。可刘璋听是听了，却迟迟不行动——他既怕找靠山会失去权力，又怕整顿军队会得罪东州兵和本地豪强，只能一天天拖延，等着麻烦找上门。
就在刘璋为张鲁和刘表的威胁发愁的时候，一个更大的危机来了——曹操统一北方后，开始向南扩张，先是打败了刘表的儿子刘琮，占领了荆州，然后就把目光投向了益州。刘璋听说曹操要打益州，吓得魂都没了，赶紧召集谋士商量对策。
谋士张松和法正，给刘璋出了个主意：曹操兵力强大，咱们肯定打不过，不如请刘备来帮忙。刘备是汉室宗亲，跟您是一家人，而且他跟曹操是死对头，肯定愿意帮咱们抵抗曹操。等打败了曹操，再让刘备回去，咱们还能保住益州。
刘璋一听，觉得这个主意不错。刘备是的代名词，又跟自己是同宗，应该不会坑自己；而且刘备刚刚在长坂坡被曹操打败，肯定也需要一个地方落脚，应该会真心帮自己。于是，刘璋不顾其他谋士的反对（比如黄权就劝他：刘备是个有野心的人，把他请来就是引狼入室），坚持要请刘备来益州。
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公元211年，刘璋派法正带着厚礼去荆州，请刘备来益州。刘备一听有这好事，心里乐开了花——他早就想夺取益州了，只是一直没找到机会，现在刘璋主动邀请，简直是天上掉馅饼。刘备立刻率领几万大军，带着庞统、黄忠、魏延等大将，浩浩荡荡地进入益州。
刘璋听说刘备来了，亲自跑到涪城（今四川绵阳）迎接，还给刘备送去了大量的粮草和兵马，热情得像招待亲弟弟。两人在涪城摆了几十天的宴席，天天喝酒吃肉，刘璋把刘备当成了救命恩人，刘备却在暗地里观察益州的地形和兵力，盘算着怎么夺取益州。先主传》里记载：先主至涪，璋自出迎，相见甚欢。张松令法正白先主，及谋臣庞统进说，便可于会所袭璋。先主曰：此大事也，不可仓卒。意思是刘备到了涪城，刘璋亲自迎接，两人相处得很愉快。张松和庞统劝刘备在宴会上趁机杀了刘璋，刘备却说这是大事，不能太匆忙——不是刘备不想杀，是怕杀了刘璋会引起益州人的反抗，反而不好收拾。
刘备在涪城住了几个月，刘璋又给了他一万兵马和足够的粮草，让他去攻打张鲁。刘备表面上答应，却带着军队到了葭萌关（今四川广元）就停了下来，不再前进。他在葭萌关广施恩德，拉拢当地的老百姓和豪强，还偷偷派人回荆州，让诸葛亮、关羽、张飞等人率领大军入蜀，准备夺取益州。
刘璋这时候才慢慢醒悟过来：刘备根本不是来帮忙的，是来抢地盘的！可他醒悟得太晚了，刘备已经在益州站稳了脚跟，而且诸葛亮的大军也快到了。刘璋又气又急，却一点办法都没有——他派去攻打刘备的军队，要么被打败，要么投降，益州的老百姓和豪强，也因为他之前的软弱无能，大多不愿意帮他抵抗刘备。
刘备在葭萌关站稳脚跟后，开始向成都进军。他先是打败了刘璋派来的大军，杀了益州名将杨怀、高沛，然后占领了涪城、绵竹等地，一步步逼近成都。诸葛亮、张飞、赵云等人也率领荆州大军，攻克了江州（今重庆）、江阳（今四川泸州）等地，与刘备会师，形成了对成都的包围。
成都当时还有三万大军，粮草也能支撑一年，很多将领都劝刘璋坚守成都，等待援军（比如汉中的张鲁，虽然跟刘璋有仇，但也不想看到刘备占领益州）。可刘璋看着城外的刘备大军，又想到自己这些年的所作所为，心里充满了绝望。他对将领们说：我父子在益州二十多年，没给老百姓带来什么好处，反而让他们因为战争受苦，我实在不忍心再打下去了。