李恢到达马超的营寨后，先派人通报自己的身份。马超心想：“我知道李恢是个辩才，他一定是来劝说我的。”于是他叫来二十个刀斧手，让他们藏在帐篷下面，并嘱咐说：“如果他的言辞不通，你们就砍成肉酱！”不一会儿，李恢昂然而入。马超坐在帐篷中一动不动，大声喝道：“你来干什么？”李恢说：“我特地来做说客。”马超说：“我刚刚磨了宝剑，你试试看，如果你的话说不通，我就请你试试剑！”李恢笑着说：“将军的祸患不远了！只是我担心你新磨的剑，砍不到我的脑袋，你是打算自己试剑吗？”马超说：“我有什么祸患？”李恢说：“我听说越国的西施，善于毁谤者不能掩盖她的美丽；齐国的无盐，善于美化者不能掩盖它的丑陋；太阳中午会变暗，月亮满了会变亏：这是天下的常理。现在将军与曹操有杀父之仇，又对陇西有深仇大恨；之前不能救刘璋而撤退荆州的兵，之后不能制住杨松而见张鲁的面；现在四海难容，你只身无依；如果再有渭桥之败，冀城之失，你怎么面对天下人呢？”
马超顿首谢道：“你的话说得太好了，但是我已经没有出路了。”李恢说：“既然你听了我的话，为什么帐下还有刀斧手伏着？”马超非常惭愧，立即叱退了刀斧手。李恢说：“刘备礼贤下士，我知道他一定会成功，所以我舍弃了刘璋而归附他。你与刘备曾经约定共同讨伐曹操，为什么不背弃暗投明，为了报父仇、立功名呢？”马超大喜，立即召来杨柏，砍下他的头颅，与李恢一同上关去降刘备。
刘备亲自接待李恢，对他以最高礼遇。马超顿首谢道：“如今遇到了明主，就像是拨开云雾见到了晴天！”此时孙乾已经回来了。刘备命令霍峻和孟达守住关口，自己撤军前往成都。赵云和黄忠带着军队接应他们到达绵竹。有人报告蜀将刘晙和马汉带领军队前来。赵云说：“我愿意去擒拿这两个人！”说完，他骑马带领军队出发了。刘备在城墙上款待马超喝酒。还没来得及安排席位，赵云已经斩下了刘晙和马汉的头颅，献在宴会的面前。马超也非常吃惊，对刘备倍加敬重。马超说：“不必让主公的军队厮杀，我自己会把刘璋叫出来归降。如果他不愿降，我和弟弟马岱会自己攻取成都，并将城池献给主公。”刘备非常高兴，当天就举行了盛大的宴会。
然而，败兵回到益州后向刘璋报告了战败的消息。刘璋非常惊慌，闭门不出。直到有人报告城北马超的救兵到达，刘璋才敢登城观望。他见到马超和马岱站在城下，大声喊道：“请刘季玉回答。”刘璋站在城上问他们。马超指着刘璋，鞭子指向他说：“我原本领着张鲁的军队来救益州，没想到张鲁听信了杨松的谗言，反而要害我。现在我已经归降刘备了。你可以接纳我和我的士兵投降，以免百姓受苦。如果你执迷不悟，我就先攻城了！”刘璋被吓得面如土色，气倒在城上。众官员赶紧救醒他。刘璋说：“我真是太愚昧了，后悔已经来不及了！不如开门投降，以救城内的百姓。”董和说：“城里还有三万多士兵，还有足够的钱粮支撑一年的时间，怎么能轻易投降呢？”
刘璋说：“我父子在蜀地已经二十多年了，却没有恩德来回报百姓；战斗了三年，鲜血染红了大地，都是我的罪过。我心里如何安得下去呢？不如投降来安抚百姓吧。”众人听了，都流下了眼泪。突然，有一个人进来说：“主公的话正合天意。”大家看了他一眼，发现他是巴西西充国的人，姓谯，名周，字允南。这个人对天文很有研究。刘璋问他，周回答说：“我在一夜之间观察天象，看到一群星星聚集在蜀郡上空，其中一颗大星闪耀如明月，象征着帝王之象。再加上一年前有个孩子唱着谣言说：要吃新饭就要等待先主的到来。这都是预兆，不可违背天道。”黄权和刘巴听了非常生气，想要杀掉他。刘璋挡住了他们。突然有人报告说：“蜀郡太守许靖已经跳过城墙投降了。”刘璋大哭回到府中。
第二天，有人报告刘备派来的使者简雍在城下呼门。刘璋命人开门迎接。简雍坐在车中，高傲地看着周围。突然一个人拔出剑大声喝道：“小辈得志，傍若无人！你敢藐视我们蜀中的人吗？”简雍慌忙从车上下来迎接。这个人是广汉绵竹人，姓秦，名宓，字子敕。简雍笑着说：“我不认识贤兄，请勿见怪。”然后他们一同进见刘璋，简雍详细地告诉了刘璋刘备的宽容和大度，并表示刘备并没有对他有害的意图。于是刘
璋下定决心投降，并对简雍予以厚待。第二天，刘璋亲自赐印绶文籍，与简雍一同乘车出城投降。刘备出寨迎接，握手流泪说道：“不是我不行仁义，只是无奈之下。”然后他们一起进入寨中，交接印绶文籍，并一同骑马进入成都。
刘备进入成都后，百姓纷纷燃起香花灯烛，迎接他的到来。刘备到了公厅，升堂坐定，郡内的官员们都在堂下跪拜。只有黄权和刘巴闭门不出。众将非常愤怒，想要去杀掉他们。刘备急忙下令说：“如果有人伤害这两个人，就灭其三族！”刘备亲自登门，请两人出来任职。黄权和刘巴感激刘备的恩典，于是出来了。孔明建议说：“现在西川已经平定，难以容纳两个主公，可以将刘璋送去荆州。”刘备说：“我刚刚得到蜀郡，不可让刘璋远离。”孔明说：“刘璋失去基业，都是因为他太软弱了。如果主公以女子般的仁慈，处理事情犹豫不决，恐怕这块土地难以长久。”刘备听从了他的建议，设了一次盛大的宴会，让刘璋整理财物，佩戴振威将军印绶，把妻子和家属都安排到南郡公安休息，即刻启程。
刘备自己担任益州牧。投降的文武官员都得到重赏，确定了名爵和官职：严颜任前将军，法正任蜀郡太守，董和任掌军中郎将，许靖任左将军长史，庞义任营中司马，刘巴任左将军，黄权任右将军。其他吴懿、费观、彭□、卓膺、李严、吴兰、雷铜、李恢、张翼、秦宓、谯周、吕义，霍峻、邓芝、杨洪、周群、费祎、费诗、孟达等文武投降官员，共六十多人，都得到了重用。诸葛亮担任军师，关羽担任荡寇将军和汉寿亭侯，张飞担任征虏将军和新亭侯，赵云担任镇远将军，黄忠担任征西将军，魏延担任扬武将军，马超担任平西将军。孙乾、简雍、糜竺、糜芳、刘封、吴班、关平、周仓、廖化、马良、马谡、蒋琬、伊籍，以及旧日荆襄的一批文武官员，都得到了晋升和赏赐。派使者送去了黄金五百斤、白银一千斤、钱五千万、蜀锦一千匹作为赏赐给关羽。其他官将也得到了不同程度的赏赐。宰牛宰马，大量供给士卒。开仓赈济百姓，军民们非常高兴。
益州既平定，刘备打算将成都的有名田宅分赐给诸官。赵云劝告说：“益州的人民多次受到战火侵袭，田宅都被抢空了，现在应该归还给百姓，让他们安居乐业，民心才能稳定。不宜将其夺为私人赏赐。”刘备非常高兴，听从了他的建议。他让诸葛亮制定治国条例，刑法比较严厉。法正说：“古时高祖制定了三章法律，百姓都感受到了他的恩德。愿军师宽刑省法，以安抚民众的期望。”孔明说：“你只知道第一点，还不知道第二点：秦朝使用法律暴虐，万民都怨恨，所以高祖通过宽仁政策得到了民心。现在刘璋懦弱无能，德政不显，威刑不肃；君臣之道逐渐陵替。给予他们地位的宠爱，地位达到极点就会变得残暴；顺从他们的恩宠，恩宠耗尽了就会猖狂。导致弊端的原因，实际上就在于此。我现在要用法律来威慑他们，法律执行才能让他们明白恩德；限制他们的封爵，爵位增加了才知道荣耀。恩德和荣耀共同存在，上下有节制。这就是治理的方法。”
法正佩服地表示同意。从此以后，军民安居乐业。四十一个州的地面都分兵驻守，平定了各地。法正担任蜀郡太守，对于平时的恩德报答，对于睚眦之怨恨，都没有不回报的。有人告诉孔明说：“孝直（指法正）太过分了，应该稍微斥责一下他。”孔明说：“过去主公困守荆州，北畏曹操，东惮孙权，都是依靠孝直的辅佐才能翻然翱翔，无法复制。现在怎么能限制孝直，让他不得发挥自己的才能呢？”于是就不再追问。法正听说后，也收敛了自己的行为。
一天，刘备和孔明正在闲谈，突然传来消息，说关羽派关平前来感谢所赐的金帛。刘备把他召进来，关平拜完之后，呈上一封信说：“父亲知道马超武艺过人，想要进川与他比试高低。特来请伯父转告此事。”刘备大惊道：“如果云长进蜀，与孟起比试，局势必然不可两立。”孔明说：“没关系，我来写封信回复他。”刘备只是担心关羽性急，于是让孔明写了封信，让关平立即回荆州。关平回到荆州后，关羽问道：“我打算与马孟起比试，你有没有意见？”关平回答说：“军师有一封信在这里。”
关羽拆开信看了。信上写道：“我听说将军想要与孟起分辨高低。我来评判一下：孟起虽然勇猛过人，但只是黥布、彭越之流而已；与翼德并驱争先，还不及美髯公的绝伦超群。现在将军受命守荆州，已经非常重要了；如果一旦进川，荆州就有失去的危险。罪过是非常大的。只希望明察。”关羽看完信后，自夸着他的胡须笑道：“孔明知道我的心思。”然后把信展示给宾客们看，从此就没有进川的打算了。
与此同时，东吴的孙权得知刘备吞并西川，将刘璋赶到公安，便召集张昭和顾雍商议说：“刘备当初借我荆州的时候，说取了西川就会还荆州。现在他已经得到了巴蜀的四十一个州，我们应该要求他归还汉上的诸郡。如果他不归还，我们就要动武。”张昭说：“吴中方才安宁，不可动兵。我有一计，可以让刘备主动将荆州归还给主公。”正是：西蜀方开新日月，东吴又索旧山川。