于是刘备把庞统叫来，交流之后大喜过望，任命庞统为治中从事，相当于刘备的秘书长，后来几年， 庞统又升职为军师中郎将，和诸葛亮同职。
庞统真正体现才能，是说服刘备入蜀取益州这件事情上。
建安十六年，也就是公元211年，刘璋派法正到达荆州，和刘备商议，准备请求刘备派兵入蜀，共同抗拒汉中的张鲁。
法正对刘璋早有不轨之心，对刘备献计说，借着这次合作的由头，趁势占领益州，岂不是大好的机会。
刘备一听之后举棋不定。这时庞统献计谋说：如今荆州经历战乱，土地荒芜，人民流离失所，况且荆州之地，北有曹操，东有孙权，并非稳守之地。而益州户口百万，土地肥沃，物产丰饶，如果真能夺取此地，以此为根基，可成就大业。
