公元215年，曹操举兵攻打占据汉中的张鲁，由于曹军来势凶猛，张鲁势力难以抵抗，没多久就被曹军消灭，张鲁的几个部将战死了，他自己则投降了曹操。与此同时，孙权正在向刘备要回之前借出去的荆州，刘备不肯把荆州退给孙权，两个人因为这件事闹了很大的矛盾，只差没有上战场拼个你死我活了。然而张鲁投降的消息传来后，刘备和孙权不由得都对曹操产生了畏惧心理，与其现在和对方为了一块地盘争来争去，还不如先联合起来共同对抗曹操。两人达成共识后，刘备便带着手下人回到了蜀地。
谋士司马懿和刘晔劝谏曹操趁着刘备的势力还不算强大的时候，把蜀地攻占下来，曹操拒绝了，他说：“人活一世应该知足，只有知足才能常乐，我既然已经得到了汉中，就不该再去侵占蜀地。”之后，曹操让徐晃、张郃和夏侯渊驻守汉中，任命丞相长史杜袭为驸马都尉，负责汉中地方事务。
曹操虽然对外宣称不想攻占蜀地，但刘备不相信他的话，回去后便开始加强警戒，命令军队刻苦操练。果然，汉中的曹军发动了几次小规模的进攻，多亏刘备有所防范，才没有让蜀地陷入危险之中。
时间到了公元217年，刘备等人眼看着曹军就在自己身边晃荡，保不准哪一天就朝自己冲过来了，虽说前几次都把他们打回去了，可谁知道曹操会不会再派大部队过来呢？蜀地每个人都很不安，法正看到刘备焦虑的样子，便建议刘备进攻汉中，法正认为曹操集团内部肯定发生了些事情，导致曹操没有在夺得汉中后立刻对蜀地发起攻势。而且夏侯渊和张郃算不上一等一的猛将，只要多带些人马，肯定能把汉中攻克下来。法正又对刘备说，汉中的地理位置十分重要，得到它，我们就对曹操造成了威胁，自己的实力也得以增强，还可以把周围的雍州和凉州攻占下来，扩充势力范围。这番话说得刘备动了心，稍微思考了下，刘备便下达了攻占汉中的命令。
在谋士黄权的建议下，法正、黄忠、魏延、赵云、高翔等几位将领带着蜀军从成都出发，先是攻占了巴东郡，然后攻占巴西郡，接着大军朝汉中的陽平关前进。张飞、马超、吴兰、雷铜等人则带着另一批大军攻打武都郡，顺利攻城后把军队驻扎在下辨。刘备进攻汉中的消息传出去后，很多人带着自己的部队前来投靠，使得刘备的军力在短时间内得到巨大的增加。
曹操听闻刘备即将进攻汉中，连忙命令夏侯渊带着主力部队赶去陽平关迎战刘备，张郃则驻守广石，徐晃驻守马鸣阁，负责马鸣阁和陽平关中间这段路的情况，曹洪、曹真则率领着剩下的兵力围截张飞，给大部队争取作战时间。
两军交战一年，没有分出胜负。张飞和马超的军队联合起来驻守在固山，并对外宣言要从曹军后部包围上来，切断曹军退路。曹洪和一部分人得到蜀军的动向后，打算趁张飞和马超合兵之前，先去攻打下辨的吴兰，但曹休对蜀军的意图表示怀疑，他认为，蜀军如果真想切断曹军后路，肯定会悄无声息地包围过来，绝不可能让自己的计划被外人知晓。曹休建议放弃攻打下辨，直接攻打蜀军，才是最正确的选择。曹洪不听，仍然坚持自己的主张，吴兰军队差不多全军覆没，吴兰在混乱中也被杀死。张飞、马超听到下辨失守的消息后，带着军队离开了固山，转投其他地方。
另一边，刘备对战夏侯渊。最开始，部将陈式授命进攻马鸣阁，不幸被徐晃打败，大军损失惨重。刘备慌了神，集结最强的兵力去攻打驻守在广石的张郃部队，费了九牛二虎之力也没能消灭张郃，眼看胜利无望，刘备不甘心，写了一封救援信给诸葛亮。诸葛亮急忙带兵赶来增援，蜀军得以继续和曹军对峙。蜀地久攻不下，曹操也急了，亲自到长安督战，但战事一直没有明朗的进展。公元219年，刘备孤注一掷，八大部队驻扎在定军山。定军山山势险要，地理条件不利于作战，虽然会给蜀军带来一些麻烦，但也让曹军难以进攻。刘备驻军后，夏侯渊和张郃随即带领大军来到走马谷，和蜀军相持不下。谋士黄权向刘备提议趁夜偷袭曹军，先用大火引燃曹军军营，然后趁他们混乱的时候猛然出击，刘备依计行事，火烧曹营。曹军士兵果然慌乱不已，夏侯渊和张郃好不容易才把混乱的场面平复下去，两人各带一队兵力，夏侯渊看守南边，张郃看守北边。刘备命人从北面攻击，张郃抵挡不住，夏侯渊又把自己的兵力拨了一半给他。这么折腾一番后，曹军的精力也消耗了不少，刘备、法正等人在远处观战，看到此时情景，法正示意可以全力进攻，刘备一挥手，鼓手们便轰隆隆开始擂鼓。蜀军士气在鼓声中大振，呐喊着冲进曹营，曹军措手不及，被蜀军砍死砍伤无数。夏侯渊和几名部将被斩，张郃则带着残兵逃了出来，连夜跑到位于汉水的曹军北下营。
夏侯渊死后，张郃担任统领，处于混乱中的曹军总算安稳下来。刘备虽然打了一场胜仗，但仍然不敢掉以轻心，虽然和曹军只有一水相隔，碍于实力悬殊，刘备决定在汉水边设立防线。张郃几次想引诱刘备过河，可是刘备心有疑惑，都没有成功。曹军只好回到陽平关等待援军。没几日，曹真带着曹操的命令前来增援，和徐晃一起作战，击败了前来进攻的蜀军，总算挽回了一部分损失。
曹军几次失利，曹操坐不住了，直接从长安来到汉中前线。刘备对曹操的到来一点儿也不担心，在他看来，拿下汉中不过是时间问题，而且也不会等很久。手下人见刘备如此镇定，也都把自己的担忧放了下去，刘备吩咐大家加强戒备，派兵把守重要的关口，其他的什么也不用做。
曹操原以为刘备会按捺不住先发动进攻，谁知等了很久也没见蜀军有什么动静，想不通刘备究竟是何打算。有一天，一队曹军外出运粮，蜀军部将黄忠乘机把粮草夺了过来。可是刘备左等右等，一直不见黄忠回来，赵云便主动请命去寻找。赵云带着几十名骑兵，才一出军营，就被曹操的大部队包围了，原来黄忠已经被曹军俘虏，曹操就等着刘备派人出营搜寻黄忠，好把蜀军部将一个个消灭。赵云带的人手不多，只好一边打一边朝军营退去。到了蜀军军营门口，赵云命令全部士兵出来应战，四周鼓声雷雷，曹军吓得不敢动弹，蜀军乘机放箭，曹军躲闪不及，中箭落水者无数。眼看情况已经对自己不利，曹军只能狼狈跑了回去。
时间一晃又是几个月过去了，刘备和曹操虽时有交战，但都无法完全取得胜利，曹操想来想去，觉得汉中并不是非要得到不可，于是决定撤离汉中。他用“鸡肋”作为撤军的口令，大家都不明白这是什么意思，只有杨修懂得其中的含义。鸡肋可有可无，丢掉了虽然可惜，但吃起来没滋没味，比不上鸡身上其他部位的肉。经过杨修的解释，众人才算明白过来，经过一段时间的整理后，曹操便带着大军离开了汉中。
刘备终于得到了汉中，为了彻底清除残余敌对势力，刘备派人杀死了驻守房陵的太守蒯祺和驻守在上庸的太守申耽，随后，刘备在汉中称王，正式宣布和曹操对抗。