建安五年(200年),刘备在徐州被曹操打败,单人匹马逃奔到冀州,投靠在袁绍麾下做宾客。赵云得到消息后,立即赶到邺城与刘备相见。刘备与赵云亲密无间,命他秘密招募了一支几百人的亲兵部队。刘备后来有机会到汝南郡创业,靠的就是这支亲兵部队。
建安十三年(208年),刘备在当阳再次被曹操打败,带着张飞、赵云、诸葛亮等人及数十骑兵马逃亡。待越过长坂桥回头清点人数时,赵云却不见了。有人禀报说:“赵将军肯定是向北叛逃,投奔曹操去了!”刘备听了,愤然把手戟投掷在地,告诉那个人说:“赵云是在我最落魄的时候跟随我的。这个人的信念,就像铁石一样坚定,没有任何荣华富贵能够迷惑他,他怎么会弃我而去呢?”事实证明,赵云并没有叛逃,而是在重围之中浴血奋战,成功地救出了刘备的妻子甘夫人和他年幼的儿子阿斗。刘备因此越发信任赵云,任命他为牙门将军。所谓牙门,就是军营的大门。
赤壁之战以后,赵云跟随刘备平定了荆州南部的四个郡,而后被任命为桂阳太守。原先的桂阳太守赵范的寡嫂樊氏,长得花容月貌,赵范便想将她许配给赵云为妻。赵云断然拒绝了他,说:“你姓赵,我也姓赵,你的嫂子就是我的嫂子。我身为弟弟,怎么能够迎娶自己的嫂子呢?”很多人劝赵云答应这门亲事,但赵云生性谨慎,坚决不肯。他回答说:“赵范刚刚归降于我,谁知道他打的什么主意?况且天下女人不少,我为什么非要娶樊氏呢?”没过多久,赵范果然逃匿而去,引发了人们的种种猜测,而赵云没有受到牵连。
建安十六年(211年),刘备受益州牧刘璋的邀请率领大军入川,令诸葛亮、关羽、张飞、赵云留守荆州,又特意任命赵云为留营司马,把自己的家小托付给他照顾。在此之前,刘备迎娶了一位孙夫人。她是孙权的妹妹,性格泼辣骄纵。刘备刚刚离开,孙权就秘密派人乘船潜入荆州,想把孙夫人和阿斗一起接回东吴。阿斗一旦落在孙权手里,毫无疑问会沦为人质。赵云得到消息后,大吃一惊,急忙带着张飞追赶上来,在长江里截住了东吴的船只,成功夺回了阿斗。