由于平定西川立了大功，孟达就一下子飞黄腾达，公元219年，蜀国成功攻取了汉中，并在汉水击退了曹操亲率的援军，为了乘胜追击，孟达接到指令率领军队攻占了魏国的房陵郡，接着又拿下了上庸。但此时刘备又担忧他在地方上坐大，不受控制，为此他派了自己的长子刘封去接管了他的军队，面对空降而来的刘封，他感受到了刘备对自己的不信任，心里暗暗地不满。
同年关羽也接到了向北进攻樊城以缓解西线汉中压力的命令，他率军北上，先是在外围击败了于禁，进而包围了由曹仁一支孤军坚守的樊城，本来樊城指日可下，可东吴横生事端，突然背盟，偷袭了荆州军的后方，使得关羽军心不稳，士兵溃退逃亡，害得他不得不率领着数百惨败退入了麦城，同时他写信给刘封求救，但是他听了孟达的话拒绝救援，最终关羽孤立无援而战死。孟达先前就对刘备的安排不满，现在又担心自己会因为关羽之死而被牵连降罪，于是干脆率领着人马投奔了曹魏。
曹丕得知孟达归附十分高兴，不仅让他继续占据上庸等地，还加封其为侯爵，这对于一个降将来说是无比的殊荣了。但孟达不过是一个反复的小人，在曹丕死后没多久，他又觉得在曹魏不受重用，又动了"回归"心思，于是他暗中派人与诸葛亮联系。孔明得知后也是很高兴的，因为他此时正在北伐，在陇西和魏军交战。于是他回信让孟达做好准备，同时提防魏国方面有所察觉。而他却觉得就算事情泄露，最近的魏军又要一个月才能到达上庸，不料司马懿的军队却以急行军赶到，仅用了7天，然后用了16天就砍下了他的头颅。
导语：不管是吕布还是笮融，他们虽然在卑劣程度上丝毫不比孟达差，但是造成的影响都不及孟达的最后一次背叛，当时的蜀军在北线刚刚拿下了陇西三郡，若是孟达成功在东线出兵，那么曹睿就要面临两线作战，但是他的快速败亡让魏军得以集中精力对付蜀军，不久之后蜀军又在街亭失败，因此不得不退回国内，北伐就此失败。
