建安十三年（208年）八月，刘表病逝，其二子刘琮继。当时托名为汉相的曹操统一北方后，率20万大军南下荆楚，听到曹操南下的消息，遣使投降。诸葛亮劝说刘备，及时攻打刘琮，可趁机占领荆州，刘备不忍。 刘备在樊城知道曹操大军南下后，率军队和百姓南逃，曹军在当阳长坂追上并大破刘军。
同年，刘备败走夏口，而孙权之前又派鲁肃到来观察情况，并向刘备建议向孙权求救，诸葛亮便自荐到柴桑作说客，与鲁肃结为朋友。
舌战群儒
刘备率军到了夏口（今湖北汉口）之后，诸葛亮说：“如今态势紧急，我请求亲赴江东求救于孙权。”当时孙权率领军队驻扎在柴桑（今江西九江），观望事态的发展。到达柴桑后，诸葛亮面见孙权。诸葛亮为孙权分析局势：“海内大乱，将军起兵据有江东，刘豫州也把部众聚集在汉水之南，打算与曹操争夺天下。如今曹操平定其他势力，基本上占据了北方，如今南下攻破荆州，威震四海。英雄无所用武，所以刘豫州逃到了这里。
接着，诸葛亮先用二分法给孙权两个选择，“如果能以吴、越的军力与中原之国抗衡，不如早和曹操断交”； 另一个选择则是激将法，“如果认为不能抵挡，为何不停止军事行动，向北方称臣呢！”孙权却反问诸葛亮，刘备又为何不投降。诸葛亮便提高刘备身价，说刘备有气节，绝不投降，以向孙权显示刘备的决心。孙权大怒，誓言不会向曹操投降，但却有所担心，刘备还有多少兵力战斗。诸葛亮最后才分析两军的情况，先说出自军散兵归还和关羽水军有万人，加上刘琦凡江夏士兵亦不下万人，再说出曹军远来疲弊，追刘备时，又用轻骑一日一夜行了三百多里，正是“强弩之末，势不能穿鲁缟”；而且北方人不习水战，荆州百姓又是被逼服从曹操，不是心服；最后肯定地说曹操必定可打败。孙权十分高兴，后又受到鲁肃、周瑜的游说，决定联刘抗曹，派周瑜、程普、鲁肃等率三万水军，与曹操开战。
诸葛亮随军回到刘备处；十一月，曹操大军在赤壁遭遇孙刘联军火攻，曹操军遭受了非常大的损失，而此时曹操军中又爆发瘟疫，曹操不得已引军北还。定鼎荆益
建安十三年（208年）十二月，刘备趁曹操北归之机，听从诸葛亮之计，平定荆南四郡，任命诸葛亮为军师中郎将，督令零陵、桂阳、长沙三郡，负责调整赋税，充实军资。 建安十五年（210年），刘备以庞统为耒阳令，庞统因没有政绩而被罢官。诸葛亮向刘备进言，庞统有大才，不可小用。于是刘备任命庞统为治中，与诸葛亮一样被器重，与诸葛亮并列为军师中郎将。
建安十六年（211年），益州牧刘璋在张松的怂恿下，派法正到荆州请刘备率兵入，保护益州安全。 诸葛亮认为机不可失，劝说刘备应允。诸葛亮便与关羽、张飞、赵云等镇守荆州，刘备亲自率军在谋士庞统的陪同下进入了益州。 至次年十二月，刘璋发觉张松私通刘备，将张松处死，下令守关诸将不准刘备兵马通过。刘备与刘璋决裂，还攻成都。刘备棋先一着，占领涪城（今四川绵阳）向成都挺进。
建安十九年（214年），诸葛亮听闻刘备攻打成都，且军师庞统中流矢身亡。 留关羽留守荆州，与张飞、赵云率兵溯长江而上，攻克巴东，与刘备会师成都。至江州，打败并生擒了巴郡太守严颜。 刘璋被迫出城投降。成都攻下后，诸葛亮受金五百斤，银千斤，钱五千万，锦千匹，并受任为军师将军，署左将军府事。 每当刘备出兵征伐，诸葛亮便负责镇守成都，为刘备足食足兵。当时法正统御外军、于内为谋士，治理蜀地睚眦必报，擅自杀死了诋毁自己的多人。有人对诸葛亮说：“法正太过于跋扈，将军应该告诉主公，压制一下他的势头。”诸葛亮说：“主公在公安，北面有曹操的大军，向东忌惮孙权的威逼，于内又怕孙夫人生事。自从法辅佐主公之后，犹如有了翅膀翱翔在天空，不再受人所困。现在为什么要约束他，让他不能如意呢？”于是对此事不再追究。 诸葛亮治理蜀地，崇尚严刑峻法，有怨气的人很多。法正对诸葛亮援引汉高祖进关中后废除秦朝苛法，约法三章的故事，希望能宽容治理。而诸葛亮却认为法正只知其一、不知其二。他认为如今形势与秦末不同，刘璋昏聩无能，自从他主政蜀地以来，没有制定行之有效的法律，而且不修德政，威刑也没有。蜀地的大族，专权自恣，君臣之道渐渐被大族的专擅所替代。所以我如今实行严刑峻法，就是为了纠正这种政治形势。
