平定荆州各种匪患后，其实按照魏延的功绩他可以晋升为将军，但因为没有背景只能成为一名校尉，然后被安顿到长沙做守将。赤壁之战后荆州南郡被刘备所得，刘备决心要吞并荆州，魏延认可刘备的人品和集团的平台，当刘备攻打长沙的时候献城投降。尽管诸葛亮厌恶魏延这种卖主求荣的人，但刘备却很赏识魏延的眼光和能力，对他委以重任。
刘备攻略益州时魏延作为先锋，一路攻城拔寨，攻下了从江州到成都路上的所有屏障，打通了蜀军运输粮道。汉中之战和刘备一起在阳平关前作战，魏延刻意牵制住张郃，掩护刘备孤军深入定军山，最后合围、斩杀曹军主帅夏侯渊，战后还亲自带队追击敌军扩大战果。后来所有人以为刘备将会任命张飞做汉中太守，但刘备却认命魏延。而魏延坐镇汉中十余年时间，曹魏多次兴兵来犯却一无所获，甚至后来的汉中太守王平、蒋琬等人都继续延续魏延的防御策略。
