《三国演义》中当刘备带着残军败将和老百姓为躲避曹操的追杀败退到襄阳时，襄阳城里的蔡瑁、张允不敢开门，正在僵持之时，魏延突然杀出，杀了守城的士兵叫刘进城，刘备恐怕有埋伏，并没有进程，带着部下跑了，魏延无处可走，只有投奔长沙。
在长沙时，关羽和黄忠大战可谓心心相惜，被长沙太守韩玄发现后，要杀黄忠，魏延杀死了韩玄，带着亲信投降了关羽。
关羽把魏延引荐给刘备，刘备要奖赏魏延时，被诸葛亮阻止，诸葛亮还说魏延脑后有反骨还当场就要杀他，刘备求情后才没有被杀。
魏延投降刘备后，其才能得到了充分的施展，入川后，被封为牙门将军，刘备得汉中后，魏延被封为汉中太守，镇守住过命门汉中。升为镇远将军时，魏延跟刘备说："如果曹操举倾国之力前来，我请求为大王挡住他，如果是一偏将率十万大军前来，我请求为大王吞并了他。"
