刘璋得知事情真相后，立刻派人将张松抓起来，然后把他处死。紧接着，刘璋让手下人封锁道路，刘备因此大怒转而开始进攻刘璋。双方接连打了三年，期间刘备的军师庞统被刘璋手下杀死。后来，诸葛亮等人带兵前来支援，刘备这才打破僵局，逐渐在战争中获得优势。
公元214年，刘备带人保卫成都，然后派人劝降。那时候，刘璋城内还有三万精兵，他们储存的粮食可以支撑一年，里面的官吏和百姓都想拼死抵抗。可刘璋却认为，自己拖累了益州的百姓，于是开城投降，将益州交给了刘备。后来，刘备在手下臣子的劝谏下，迎娶了刘焉的儿媳妇吴氏。她在刘备称帝时，被册封为皇后，史称穆皇后。
