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建安十六年（211）夏天，曹操经过长期准备发动了关中战役。
曹操亲率主力进兵关中，与马超、韩遂等凉州割据势力相拒于潼关，最终打败马超、韩遂，平定了关中。此战改变了北方格局，最为感受到震动的是汉中的割据势力张鲁以及益州的刘璋。张鲁知道，关中既平，曹操的下一个目标一定是他。刘璋也知道，张鲁若败，曹操将从汉中进攻益州。
张鲁和刘璋都知道凭本身力量要做到自保根本不可能，为求生存，他们都在努力地找办法、找出路，只是二人的想法并不一样，张鲁倾向于投降，刘璋倾向于抵抗。
在这种新形势下孙权和刘备同时意识到了机会，孙权试图越过荆州攻取益州，遭到刘备的断然拒绝，双方闹得很不愉快，甚至要打起来。为了防范孙权，刘备把诸葛亮从江南调回来，让他以军师中郎将的身份率一部人马守备在南郡。
刘备不让孙权去取益州，原因是他自己有这个打算，这一点在诸葛亮的隆中对策中说得很清楚。
刘璋的副州长（别驾）张松在赤壁之战前夕曾奉命出使过荆州，刘璋的本意是观察一下曹操的动向，顺便也联络一下，如果曹操顺利平定荆州，他就主动投降。不过刘璋后来没有再提投降的事，一来曹操在荆州打了大败仗，势力退回了北方，二来那次出使让张松对曹操产生了极差的印象，张松建议刘璋不要向曹操投降。
张松很了解刘璋现在的心态，他反复劝说刘璋，说现在只有邀请刘备来益州才能增加益州的防卫力量，既可以打败张鲁，抢在曹操之前拿下汉中，又能对抗曹操，让曹操不敢窥视益州。张松认为刘备有两大优势，一个是刘汉的宗室，跟刘璋是本家，另一个是他与曹操之间有深仇，在抗曹这件事上刘备比谁都坚定。
张松的想法不是他一个人的观点，在益州还有几个人也坚定地支持把刘备请来，他们主要有法正、孟达、射援、上官胜等人，他们刚好都是关中地区的扶风郡人，有人称之为扶风派。
张松是益州本地人，但他与扶风派的法正、孟达关系很好，政治上和他们是一路人。在法正、孟达等人的策划下，经过张松不断地向刘璋建议和施加影响，刘璋最终拍板，请刘备来。这么大的事，得派个使者先探探路，刘璋问张松谁合适，张松顺势推荐了老朋友法正。
法正字孝直，扶风郡郿县人，此时约35岁。大概在建安初年，长安动荡加饥荒，法正和好友、同郡人孟达一起入蜀依附刘璋，刘璋不善用人，没有发现法正的才能，过了很久法正才当了个新都县令，他怀才不遇，又常遭当地人排挤诽谤，十分苦恼。
法正和担任益州别驾的张松是好朋友，常在张松面前感慨自己的遭遇，有时也发发牢骚，认为刘璋不是个能成大事的人。
在张松推荐下，刘璋命法正前往荆州商谈刘备入益州之事，为了不引起刘璋的疑心，法正还假模假样地推辞了一番（正辞让，不得已而往），之后受命出使。
法正来到荆州，见到了刘备，立即把话挑明，道出了夺取益州的具体计划（正既宣旨，阴献策于先主）。法正对刘备说：“以将军的英才，应该乘刘璋的懦弱而有所作为。张松在益州是个重要人物，他可以从里面响应您（张松州之股肱，以响应于内），得手之后就拥有了益州的殷富以及天府之国在地理上的险阻，以此成就大业易如反掌！”
刘备决定抓住这个千载难逢的机会，立即率兵进入益州，伺机将其夺下。
史书记载，刘备带走的有数万步卒，这已占了他所能集合起来人马的一大半。益州广阔，情况复杂，此行任务艰巨，不是三五个月就能办完的，人马带少了不行。但是，对于关羽、张飞、赵云等将领，刘备决定一个都不带，之所以作出这样的安排，刘备有他的考虑。
一来，荆州是大本营，不能有丝毫闪失。虽然曹操不可怕，他近来的战略重心是东面的合肥和西面的关中，连续几场大仗下来，向荆州方向发起大规模攻击的可能性小。但盟友孙权必须时刻提防，自从上次借道伐蜀未成，孙权对他这个妹夫已有怨气。如果听到他抢先一步带兵入蜀，孙权肯定更为恼火，说不定会做出什么过激之事来，留下关羽众人在，不怕江东生变。
二来，此次入益州打的是助战的旗号，夺取益州只能相机行事，时机不到不能轻举妄动，在此之前一切应该低调，不能引起刘璋和益州士人们的疑心。世人皆知关羽、张飞等是出了名的猛将，也是刘备的左膀右臂，没带他们来，说明没有别的想法。
关羽、张飞、赵云虽然英勇，但智谋尚欠缺，自己走后，一旦突发大事，益州、荆州之间千里阻隔，难以及时通达信息，如果处理不当，势必会误大事。考虑到这些，刘备决定把诸葛亮也留下。诸葛亮处理问题周到细密，虽然年轻但临危不乱，赤壁之战他立了关键一功，战后这两三年里他前后奔忙，为拓展和巩固荆州发挥了重要作用，他又和江东方面关系不错，尤其是和江东负责荆州方向防备的总指挥鲁肃私交甚好，把他留在荆州，刘备才能放心。
至于益州那边，刘备倒也不担心，因为卧龙去不了还有凤雏。刘备把庞统带在身边，帮助出谋划策。庞统上次主动提出攻取益州的建议，正符合刘备的心意，对于益州他也多有研究，此去有他在身边，正好弥补诸葛亮不在的遗憾。
刘备提拔庞统为军师中郎将，所任职务与诸葛亮相同，让他随军听命。除庞统外，刘备还带上了简雍、黄忠、魏延、廖立等人。安排好这一切，刘备一行就在法正、孟达的陪伴下，率领大军，浩浩荡荡地沿长江西进了。
刘备走后，荆州方面相对平静。
诸葛亮和关羽等人丝毫不敢大意，时刻关注着北面曹操和东面孙权的一举一动，防备他们借刘备分兵于益州之际来进攻荆州。让诸葛亮颇为欣慰的是，曹操这段时间把用兵的重点放在了北方，关中问题还没有彻底解决，曹操还不敢大意，所以暂时无力南下。
对孙权这边主要是搞好关系，巩固同盟。刘备进入益州后，孙权十分恼怒，一气之下把妹妹接回了江东，双方闹出了不愉快，但也没有因此撕破脸。江东在荆州方向的总指挥是驻扎在陆口的鲁肃，他也是诸葛亮的老朋友，是孙刘联盟的坚定支持者，在他们的共同努力下，孙刘双方关系处得还算好。
这段时间里，诸葛亮与鲁肃、孙权都保持了经常性的书信往来，在《诸葛亮集》中保存了诸葛亮与孙权在此期间一封信的片断，根据这项资料判断，孙权曾给诸葛亮写信，询问是谁在为刘备出谋划策。
孙权大概觉得刘备入益州应该把诸葛亮带上，诸葛亮竟然没有去，别人他就不熟悉了，因而询问。
诸葛亮写信告诉孙权现在刘备身边出谋划策的主要是庞统和廖立，他们二位都是楚地的俊才，有能力辅佐刘备复兴汉室大业（庞统、廖立，楚之良才，当赞兴世业者也）。
这封信表明，刘备虽然抢在孙权的前面去了益州，惹得孙权不高兴，但孙权也只好默许了，他只能继续维持着孙刘同盟的存在。
在这种情况下，江东对荆州的威胁暂可以不作为考虑的重点，可以让刘备在益州放手大干一番了。
刘备是建安十六年（211）十二月走的，走了将近一年，益州那边也没有传来发生重大变化的消息。
可能刘备觉得时机未到，不能贸然动手。一直到建安十七年（212）十二月，刘备才在益州北部的葭萌关起兵，攻打成都。
开始进展得还算顺利，刘备率军攻下益州重镇涪城，继而进军雒城，如果雒城再拿下，成都就再无险可守，益州就到手了。
刘备还在涪城时，突然接到报告，说诸葛亮派马良从荆州来了。
刘备吓了一跳，荆州难道出了什么大事？他赶紧把马良叫过来详细询问。马良见到刘备，汇报说荆州并没有什么大事，还在正月里，曹操便集合起大军进攻孙权的濡须口，曹军对外号称四十万，孙权只得倾其所有前去应敌，结果连吃败仗，江北大营被击破，都督公孙阳被擒。
孙权却不敢退缩，害怕曹操一鼓作气真的打过长江去，便依托长江防线与曹操周旋，眼下双方杀得难解难分，都无暇顾及荆州。马良说，诸葛亮派自己来益州，一方面是汇报荆州的情况，请主公放心；另一方面是捎来一封信，请主公过目。
马良呈上诸葛亮的来信，刘备认真看完，对其中一段话看了半天，却看不出头绪来。这段让刘备费解的内容收录在《诸葛亮集》中，原话是：“亮夜算太乙数，今年岁次癸亥，罡星在西方；又观乾象，太白临于雒城之分，主于将帅，多凶少吉。”意思是：我推算了太乙星的情况，今年木星处在天干星的第十位，地支的第六位，北斗星斗柄指向西方；又观看天象，发现太白星处在雒城的上空，此天象主宰将帅，一定凶多吉少。
用星相占卜吉凶在那时是常做的事，刘备出师前也经常问卜于术士。诸葛亮擅长百家，对易经、道家也多有涉猎，说他会占星，没有什么可大惊小怪的。
从此信的内容来看，是提醒刘备注意可能将会有不测的事发生，具体位置在雒城，这大概是诸葛亮派马良不远千里来益州的重要原因。
果然，出事了。
在不久后的一次攻城战中，庞统中了冷箭，竟然不治身亡，死时仅36岁。刘备痛失股肱，悲伤不已，一连多日只要一说话就流泪。
庞统的家人还在荆州，刘备让人回去表奏庞统的父亲为议郎，以后又升为谏议大夫。庞统的弟弟庞林、儿子庞宏后来都在蜀汉担任过太守。
消息传到荆州，诸葛亮也悲痛不已。庞统不仅是他的故友也是他的亲戚，诸葛亮亲自到庞统家中祭拜。