孔明出发时将军力分布、进攻方向先期通报了刘备。刘备在涪水关算算时间，猜测孔明、张飞应该快到了，于是聚集黄忠、魏延等商量。
黄忠说：“张任这段时间一直在关外挑战，我们都坚守不出，最近都松懈了，我们晚上可以去偷袭他们营寨。”
刘备很认同，命黄忠在左、魏延在右，自己居中。当晚二更天，三军一齐出动。张任果然没有准备，刘备军士拥入张任大寨，放起火来，火势汹汹，蜀兵逃散，连夜奔回雒城。刘备引军追了一阵，在路中扎寨，第二天又率兵到雒城，围住攻打，张任按兵不动。
围了四天，没有成效。刘备领中军攻打西门，命黄忠、魏延攻打东门，南门一带是山路、北门口是涪水，因此没有围困。
张任在城头见刘备在西门，骑马来来往往，指挥军士攻城，从早打到下午，人马已经疲惫了。张任要吴兰、雷铜领军从北门出来，转到东门，抵住黄忠、魏延；自己领军从南门出来，转到西门，来捉刘备。
刘备指挥军士攻西门，城上防守严密，难以得手，打了近一天，人困马乏，看看太阳偏西，命后军先退，有撤军的打算。突然南面冲出一枝军马，刘备军大乱，张任冲过来捉刘备，刘备抵不住张任，拨马往偏僻小路逃跑（刘备但凡逃命，都是往小路跑。这也是刘备前面和庞统说善于走小路的原因）。
刘备单枪匹马在前，张任领着几位骑兵在后，紧追不舍，看看要追上了，刘备尽力加鞭，胯下坐骑发足狂奔，转过一山口，对面一队人马迎面冲来，刘备暗暗叫苦：“前有伏兵，后有追兵，插翅难飞了！”
定睛看时，却是自家旗号，当头大将，正是三弟张飞。原来张飞、严颜一路顺利赶来雒城，见前头尘埃飞扬，知道在交战，急急赶来，救了刘备。张任和张飞战有十多回合，败阵往回逃，张飞赶到城下，张任退入城内，拉起吊桥。
黄忠、魏延军士来刘备处报告说：“黄将军、魏将军和吴兰、雷铜交战，城中刘璝、吴懿出兵夹击，黄、魏首尾不能呼应，抵挡不住，往东逃走了。”
刘备将张飞军分成两部分，自己引军在右，张飞引军在左，往东门杀奔过去。
吴懿、刘璝听背后喊声四起，急忙退入城内。吴兰、雷铜只顾追黄忠、魏延，走得远了，被刘备、张飞堵住后路，黄忠、魏延转身杀回，吴兰、雷铜敌不住，赶紧下马投降。刘备准他们投降，收兵离雒城不远扎寨。
张任等见损失两将，心中忧虑。吴懿说：“形势危机，只有决一死战。”张任说：“明天我领军出城挑战，转到城北，城内再出一军截住追兵后路，两面夹击，可以获胜！”
吴懿说：“刘将军辅佐公子守城，我引兵出城助战张将军。”几人商量妥当。
第二天，张任领几千军士出城挑战，张飞出寨迎敌，战有十多回合，张任绕城往北门逃，张飞领军追赶。吴懿引军从北门出城截住张飞后路，张任引军回身再战，把张飞围在核心，北门口进涪江，场地狭窄，张飞军士挤在一起，张飞一时间竟然冲不出去，正在焦急期间，一枝军从江边杀出，当先一将，跃马挺枪，直取吴懿，交马只一回合，生擒吴懿。杀退吴懿军，救出张飞，原来是赵云。
张飞问：“军师来了吗？”
赵云说：“可能已经和主公见面了！”
张任见状，急忙从东门退入城内。赵云、张飞擒吴懿回寨。
孔明、简雍、蒋琬都在大帐内，张飞下马参见孔明军师。孔明吃惊地问：“张将军怎么先到了？”刘备和孔明详细叙述了张飞智擒严颜的事。孔明高兴的说：“张将军能够运用智谋，是主公的洪福！”
赵云押吴懿见刘备，刘备问：“你愿投降吗？”
吴懿很知趣，连忙说愿意。孔明问吴懿：“城里还有员将领守城？”
吴懿说：“有刘璋儿子刘循、辅佐将领还有刘璝、张任！刘璝微不足道，张任很有胆略和智谋，却是劲敌！”
孔明轻描淡写的说：“那就先捉张任，再攻雒城！”
孔明出寨到雒城外转了一圈，回来又问吴懿：“城东那座桥叫什么桥？”
“金雁桥！”
孔明命黄忠、魏延听令：“金雁桥南五六里，河边岸上路两旁都是芦苇，可以埋伏，魏延领一千枪手左边埋伏，专刺马上将领；黄忠引一千刀手右边埋伏，专砍坐下马，杀散敌军，张任必定往山东面小路来，张飞引一千军埋伏在那里，出兵活捉他。”
又命赵云引军埋伏金雁桥北：“等我引诱张任过了金雁桥，你从桥北出来，将桥拆毁，引军立于北岸，使张任不敢往北走，只能往南走，正好中计！”几员大将领命出去。
刘璋听雒城吃紧，又派卓膺、张翼两将来助战。
孔明领两千参差不齐的军队来到雒城前，坐着四轮车，羽扇纶巾在城下挑战。
张任在城头看得清楚，心想如果捉得住诸葛亮，刘备必败，于是留刘璝、张翼辅助刘循守城，自己和卓膺出城对敌，张任为前军，卓膺为后军。
孔明见张任出来，在车上遥遥指着张任说：“曹操百万军队，听到我的名头，也是望风而逃，你是什么人，还不投降？”
张任看着孔明几千军队不整不齐，心中冷笑，说：“都说诸葛亮用兵如神，今天一见，原来是浪得虚名！”
把枪一招，背后军士杀奔过来。孔明起身离了四轮车，上马退走金雁桥。张任从背后赶来，刚过金雁桥，刘备在左、严颜在右领军冲杀过来，张任知道中了孔明计策，急忙退兵，不料金雁桥被拆断，想往北过河，赵云一军隔岸摆开，只得往南沿河走，不到五六里，路边芦苇内魏延领着长枪手乱刺，黄忠领着刀手专剁马蹄，马军倒地，都被捆绑住了，后面步军哪里敢再来？张任只得带领几十位骑兵往山路逃。张飞伏兵尽出，将张任等捉了个干干净净。
卓膺在后，见中了孔明计策，早向下马赵云投降。
张飞押张任回寨，刘备、孔明坐大帐中，刘备说：“蜀中众将，大都投降，你何不也投降？”
张任怒目大叫：“忠臣岂可侍奉两位主人？”
刘备说：“你不识时务，难道不怕死吗？”
张任厉声说：“死有何惧怕？快快杀了我！”
刘备于心不忍，张任高声怒骂，孔明提醒刘备说：“庞士元是死在张任之手！”
刘备即命刀斧手将张任斩首。
第二天，刘备命严颜、吴懿、吴兰等到雒城东门招降，刘璝在城上大骂，严颜正要取箭射他，城上张翼，拔剑砍翻刘璝，开门投降，刘循从西门走脱。刘备得了雒城，重赏各将，出榜安民。
孔明说：“雒城已得，成都就在眼前，就所属郡县，应该安抚，可派吴懿、张翼引赵云安抚江阳、犍为等郡，严颜、卓膺引张飞安抚巴西、德阳等郡，委派官员，治理安民，然后围攻成都。”张飞、赵云分别领军去了。
法正说：“主公以仁义服众，先不必进攻成都，我写一封信给刘璋，让他顺应民意投降，这是上策，以免生灵涂炭！”
孔明说：“孝直言之有理。”
刘璋接法正书信看完，大怒，扯碎书信，丢在地上，大骂：“法正卖主求荣，忘恩负义！”
刘璋命费观、李严守绵竹。绵竹是成都的最后屏障。
成都太守董和，劝刘璋往汉中借兵。刘璋说：“张鲁和我有世仇，怎么肯救我？”
董和解释说：“汉中和成都的形势，就想嘴唇和牙齿的关系，自古说唇亡齿寒，张鲁不会不懂得这个粗浅道理！”
刘璋便写信派人赶赴汉中。
