217年，法正献计刘备，认为曹操一举降伏张鲁，却不进攻益州，只留下夏侯渊和张郃驻守汉中，一定是内部动乱，而夏侯渊与张郃才能不足以守住汉中，此时正是夺取汉中最佳良机。
法正这个刘备手下第一谋士看来，蜀汉一旦夺取汉中：上，可以讨伐国贼，尊崇汉室;中，可以蚕食雍、凉二州，开拓国境;下，可以固守要害，是持久的战略。刘备赞同，于是调兵遣将争夺汉中，“汉中之战”由此爆发。
《三国演义》中的汉中之战，在诸葛亮英明指导下，刘备一路获胜，但在正史上，既非诸葛亮谋划，又非一路胜利，而是充满了坎坷。
218年，张飞屯兵固山，做出要截断曹洪后方的样子，但被曹休识破。随即，曹洪在曹休的建议下，趁蜀军兵力尚未集结之时袭击吴兰，雷铜、吴兰等战死，马超、张飞于是退走，《三国志》记载是“(曹洪)大破之，飞果走”。随后，不甘心的刘备，又派遣将领陈式去攻打马鸣阁道，打算断绝汉中与许都的联系，但被徐晃击败，死伤甚多。
两场战败，让刘备头脑清醒了一些，这年七月，刘备亲自率军停留在阳平关，与夏侯渊、张郃相拒，而不再轻易冒进。当时，夏侯渊驻守南线据点走马谷，张郃驻守东线据点广石，呈现互为犄角之势。
屋漏偏逢连夜雨，这时又传来一个恶讯，曹操在许都治兵，准备救援汉中。218年9月，曹操率军已经抵达长安。一旦曹操来到汉中，那么争夺汉中难度必然倍增，所以刘备必须要尽快打破夏侯渊与张郃的防线。
219年正月，法正策划了一次经典军事行动：声东击西。
法正让刘备将万余精兵分作十队，趁夜轮番进攻张郃，导致张郃险象环生，不得不像夏侯渊求援。夏侯渊派出援兵之后，刘备分兵偷袭夏侯渊，烧毁了阵前鹿角等防御工事，夏侯渊亲率四百军士出营救火、修补鹿角，这时法正看准时机，见夏侯渊正处于劣势，提议全力进攻夏侯渊。于是，刘备命黄忠居高临下从后方擂鼓突袭，夏侯渊猝不及被黄忠斩杀，失去统帅的曹军一溃千里。
但奇怪的是，黄忠阵斩夏侯渊，杀了曹操手下一员悍将，本是一场大胜，而刘备却冷冷的说了九个字：“当得渠魁，用此何为耶”!意为只是杀了一个小小的曹魏将领，又不是把曹操杀了，有什么值得封赏!其实，并非刘备这么冷漠、冷血，而是形势逼人。
定军山之战胜利，让刘备占据了汉中之战的主动权，但不意味着刘备高枕无忧了。夏侯渊战死之后，汉中曹军实力还很强劲，还有张郃、郭淮、杜袭等名将在，更为重要的是，曹操就在长安，援兵很快就能抵达，接下来前途未卜。
果不其然，夏侯渊战死，张郃挑起重担，很快整顿了曹军，重新建立防线。到了219年3月，曹操大军进驻阳平关，刘备压力倍增。曹操到来之后，听闻定军山之战为法正之谋，感慨不已叹道：“吾故知玄德不办有此，必为人所教也” 。
接下来的战事中，曹操虽然兵力占有优势，但是刘备敛众拒险，终日不与曹操交锋，曹操数月进攻无功，反而伤亡日多。同年夏，曹操不得已而引军退出汉中，刘备遂占据汉中，自立为汉中王，任命法正为(汉中王)尚书令、护军将军，任命黄忠为后将军，赐爵关内侯(仅次于最高级的彻侯)。
从封赏来看，法正功劳第一，黄忠第二。黄忠阵斩夏侯渊之后，刘备说出那九个字，不是冷血，而是基于严峻局势的冷静，给傲娇起来的将领们泼冷水，等到大局已定之后自然给予重赏。