汉中之战后刘备自称汉中王，封张飞与关羽、马超、黄忠为四镇将军（《三国演义》中为五虎上将，不过历史上并没有五虎上将，只是被写进了一个传里），张飞为右将军，假节。
建安二十四年（公元219年）十二月（也有记载为公元220年）关羽被东吴吕蒙的部下所杀。
章武元年（公元221年），刘备在众人力谏下在川蜀称帝，史称“蜀汉”，张飞被封为车骑将军，领司隶校尉，并进封西乡侯。同年六月，刘备为了给关羽报仇，下令出兵伐吴，这在当时刚刚建立的蜀汉阵营中掀起了轩然大波，诸葛亮更是带领群臣进谏，想要劝阻刘备。可是这时的刘备那是“王八吃秤砣，铁了心了”，谁劝都没用，他愤怒的说道：“我二弟天下无敌，雄霸各大迪厅数十年，居然死在东吴一个小瘪三的手里，这口气我怎么能咽的下去？而且没有二弟，劳资蹦迪的兴致全没了，这个仇能不报吗？”
于是刘备力排众议，亲帅大军出兵伐吴。此时身在巴西地区的张飞得到消息，也要一起前往，见到刘备后哭得跟什么似的：“我们兄弟三人混迹迪厅这么多年，从当初的小角色一路过关斩将终于混出了名头，有了自己的团队，为了今天不知道蹦坏了多少双草鞋。现在我们眼看就要封神了，二哥却被东吴的小瘪三给打败了，这个仇你不能不报啊！”
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刘备拍着张飞的肩膀说道：“三弟放心，我们这就去为二弟报仇，把东吴的迪厅给他砸了！”
二人说完抱头痛哭，画面非常伤感。刘备就让张飞率兵从阆中出兵到江州。
据《三国演义》记载，张飞得知关羽被杀“旦夕号泣，血湿衣襟”，从这里可以看出张飞得知关羽死讯后非常伤心，悲痛之极。为了给关羽报仇，下令要在三日内造出白盔白甲，挂孝出征。第二天，张飞正喝闷酒呢，部下范疆（《三国志》中为范强）、张达来报告说：“将军，能宽限几天吗？那个...您要的东西太多了，三天的时间肯定置办不出来啊！”
张飞瞪着眼睛说道：“怎么办不到？东西多你们不会想办法吗？我只管发布命令，办不办得到是你们的事情，难道你们要违抗军令吗？”
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“将军...”二人还想说什么，可是张飞本来就是个暴脾气，又喝了酒，听他们还要解释，脾气就上来了，随即下令把二人捆起来用鞭子抽打了几十下，并说道：“我不管你们用什么办法，总之三天之内我要的东西一定要给我置办齐全，否则劳资要你们的脑袋！”
其实范疆、张达二人所说的都是实情，办不到就是办不到，据实禀报并没有错，在这一点上二人很负责任。给的期限不够，二人请求宽限没什么不妥当的，而且这个事情也不好虚假瞒报，造假账是糊弄不过去的。可是张飞此时一心只想着报仇，什么都听不进去。
何况这些年张飞仗着一柄丈八蛇矛纵横天下，于百万军中取上将首级如同探囊取物，也太狂妄了一些，在他看来，想要报仇就立刻能够报仇，想要白盔白甲，就马上能有，你们居然说办不到，这不是给张飞添堵吗？
二人被张飞狠狠的收拾了一顿，心里有说不出的委屈，他们很了解张飞，知道张飞的性格，此时他一心想着复仇，早已失去了理智，他们惧怕完不成任务而惹来杀身之祸。回到自己的住处后二人就商量对策，范疆说道：“兄弟，这事可不好办啊。”
张达说道：“谁说不是呢，三天，就三天时间，咱们上哪给他弄那么多白盔白甲啊！”
范疆说道：“可是到时间凑不齐东西，咱们兄弟二人可就...这可怎么办呢？”
张达说道：“不如我们反了算了。”
“嘘...”范疆说道：“兄弟，小声点，你不要命了？就凭咱们两个，怎么反？他张飞是什么样的人你又不是不知道，杀咱俩就跟捏死个蚂蚁似得！”
张达说道：“没事，咱们可以趁他睡着了半夜动手把他杀了，然后带着他的首级去投降东吴。”
范疆说道：“可行吗？”
张达说道：“横竖都是一死，与其等死，不如拼一把，或许还有活命的机会。”
范疆咬咬牙说道：“行，特么的，就这么办，拼了！”
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二人商量已定，各自准备去了。张飞呢，自从关羽死后每天喝得大醉，喝醉了就哭，哭累了就睡。这天深夜，张飞正在熟睡，范疆、张达二人蹑手蹑脚的走进了张飞的大帐，当他们看到张飞圆睁双眼时还真吓得不轻，马上就跪下磕头，可是仔细一看发现他不过是睡觉的时候睁着眼睛而已，就拿出准备好的短刀把他给杀了，一代猛将也就此陨落。二人割下了张飞的首级连夜赶去东吴投降了孙权。不过二人也没得到好下场，后来孙权为了避免开战就把二人送回了蜀国，被张飞的儿子张苞万剐凌迟，以祭张飞的在天之灵。
其实张飞的死在正史中也确实是被范强、张达所杀，其主要原因还是因为张飞脾气暴躁，稍有不如意的事情就拿手下出气，喝醉酒后就更加肆无忌惮了，动不动就鞭打部下，迁怒于人，而且不讲道理。刘备曾多次劝诫张飞：“你经常鞭打健儿，打完了还要他们继续服侍你，这无疑是厕所里打灯笼，找屎（死）啊！”
可是张飞一直都没放在心上，依然我行我素，最终自食其果。陈寿对他的评价最重要的一点就是“暴而无恩，以短取败”，说的就是张飞的性格暴躁。
而据传说，张飞被刘备封为新亭侯后，命铁匠取炼赤珠山铁，打造成了一把刀，名曰“新亭侯刀”，张飞非常喜爱这把刀，一直随身佩戴，而范强、张达二人就是用这把刀割下的张飞首级。
