开始的时候，刘璋亲自来到涪关相迎刘备，双方在涪关把酒言欢，实际上是庞统精心准备的鸿门宴，席间魏延舞剑，张任最先看出来对方的用意，拔剑同舞保护主公，最后双方数名大将纷纷起身开始了大乱斗，最后还是刘备拔剑制止，双方也因此实际上已经不欢而散，结盟是不可能的。可刘璋在发现刘备的野心后还是寄希望与二人的同宗之情，给其兵马进攻张鲁。
刘备在得到刘璋的兵马，实力壮大，但其行至葭萌后就不走了，反而在当地厚待士民收买人心，后来他又要借兵说回荆州抵挡曹操，在张任的劝说下，刘璋只拨了些老弱残兵和少量粮草，刘备却嫌兵少，还以此为借口来进攻成都来了。刘备采用了庞统的中策，直取涪关，杀了守将杨怀等人，进逼雒城。雒城是成都最后的屏障，雒城以外就是一马平川的成都平原了，因此雒城的得失关系到了刘璋的存亡，在这生死关头，刘璋就希望寄托在了张任的身上，将仅剩了5万精锐交由他统领，保卫雒城。他也不负厚望，先后击败了刘备的多次进攻，还在这期间射杀了庞统。
刘备军在斩杀雒城守将邓贤等人，士气大涨，庞统认为雒城可下，为了争功，他亲自率军攻打雒城，谁知张任此时率领3000人马埋伏在城外小路，庞统骑着白马经过，张任以为此人
就是刘玄德，于是弓弩齐发，将其射杀，刘备军顿时乱作一团。张任又杀退魏延，趁势进攻刘备营寨，刘备不能抵挡，一路败退回涪关。这一战，让刘备众将认识到了张任的厉害。
刘备军久攻不下，只好让诸葛亮带着兵马前来增援，孔明知道张任骁勇，不可盲目进攻，需要智取。于是诸葛亮定下计策，布置兵马，这一次五虎将几乎全都用上了，自己则亲自出马作为诱饵前去诱敌深入，张任不知是计，出城交战，结果被五虎将给包围，作了俘虏。刘备觉得他十分骁勇，想要招降，他却说忠臣不事二主，不愿投降，刘备之后将其杀掉，为蜀国灭亡埋下了伏笔。后期蜀汉将才凋敝，如果刘备当年留着张任，或许可以改变三国历史。
