建安十三年(208年)，张松出使曹草，归来后劝说刘璋与曹草断绝来往与刘备交好。不久后曹草在赤壁战败，刘备势力得以壮大。刘璋于是问应该让何人出使刘备，张松于是举荐法正。法正一开始辞让，后来不得已只好前往。
刘备见到法正后，“以恩意接纳，尽其殷勤之欢”。法正觉得刘备有雄才大略，是可以辅佐的明主，回到益州后，遂与张松密谋协规，决定暗中戴奉刘备为主。建安十六年(211年)，刘璋听闻曹草衣遣司隶校尉钟繇征讨张鲁，因此惧怕曹草得汉中后兼并益州。
张松遂劝刘璋迎接刘备入蜀，让他讨伐张鲁，法正于是再次被任命为使者，与孟达各率两千人出使刘备，迎请刘备入蜀。法正于是暗地里背叛刘璋，向刘备献策：“阁下命世英才，刘璋无明主之能，以张松为内应，夺取益州;以益州的富庶为根本，凭借天府之国的险阻来成就大业，易如反掌。”
诸葛亮的隆中对认为想要夺取天下就必须占据荆州和益州，法正、张松的倒戈实乃天赐良机，于是刘备应允，随即率军入蜀。
建安十七年(212年)，刘备假意答应北伐张鲁，进军葭萌。张松因事请败露被杀，刘备于是与刘璋决裂，向成都进军。益州从事郑度向刘璋建议以坚壁清野拖垮刘备。刘备知道后十分忧虑，法正却认为刘璋虽然没有什么才能，但还算是个爱民的州牧，因此不可能采纳这个会损害百姓利益的计策。果不其然，刘璋认为：“吾闻拒敌以安民，未闻动民以避敌也。”于是罢黜了郑度 。
历史典故
拉拢士族
法正刘备占据益州后，急需与蜀中大族豪强结纳关系，因此群下劝刘备迎娶刘璋旧将吴壹之妹吴氏，但吴氏是刘璋已故兄长刘瑁之妻，刘备认为自己与刘瑁同族，这么做有违礼法。法正进谏道：“论其亲疏，何与晋文之于子圉乎?”
晋文公逃难到秦国时曾娶了亲侄晋怀公子圉的妻子怀嬴。法正认为晋文公尚且可以娶亲侄之妻而未遭到礼法的抨击，何况于刘备与刘瑁之间还不是亲戚关系。刘备遂纳吴氏为夫人。
其后，刘备赐予诸葛亮、法正、张飞及关羽四人黄金各五百斤，白银千斤，钱五千万，锦千匹，作为诸将中最高赏赐。法正被任命为蜀郡太守、扬武将军。刘备又命法正与军师将军诸葛亮、昭文将军伊籍、左将军西曹掾刘巴、兴业将军李严五人一起制定《蜀科》，改变刘璋治下益州法纪松弛，德政不举，威刑不肃的局面。
然而法正虽然擅长军事谋略，但在政治谋略上稍差，但知因循守旧却不会变通。《蜀科》制定后，由于严法治蜀，打击了地方豪强势力，豪强十分不满，以消极态度抵触蜀汉政权，为此，法正提出用当年汉高祖入关与民约法三章之事向诸葛亮进言，认为成都初定，宜“缓刑弛禁”，放宽约束。
但诸葛亮认为不能盲目沿用汉初的法度，应当因时制宜，懂得变通，于是写了封信《答法正书》给法正，晓以大义，告诉其更深一层的意思。(《答法正书》：君知其一，未知其二。秦以亡道，政苛民怨，匹夫大呼，天下土崩，高祖因之，可以弘济。刘璋闇弱，自焉以来有累世之恩，文法羁縻，互相承奉，德政不举，威刑不肃。蜀土人士，专权自恣，君臣之道，渐以陵替;宠之以位，位极则贱，顺之以恩，恩竭则慢。
所以致弊，实由于此。吾今威之以法，法行则知恩，限之以爵，爵加则知荣;恩荣并济，上下有节。为治之要，于斯而着矣。当时法正在外掌握着益州首府蜀郡的行政大权(蜀郡下辖成都县)，在内仍然经常为刘备出谋划策，是刘备的主要谋士。
法正新格恩怨分明、睚眦必报，掌握大权后，曾经对他有过小恩惠的人都受到他的照顾，他有过小矛盾的人都加以报复，擅杀毁伤己者数人。有人向诸葛亮告发，希望他能够禀报刘备，不要让法正作威作福。而诸葛亮深知法正是深得宠信的肱股之臣，劳苦功高，因此不加过问。
进图汉中
法正建安二十二年(217年)，法正向刘备献计，认为曹草一举降伏张鲁，却未继续进攻益州，而留下夏侯渊、张郃驻守汉中，一定是内部动乱，而夏侯渊、张郃的才能不足以守住汉中，应该立即发兵夺取汉中。且告诉刘备夺取汉中的意义：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，于是率领诸将进攻汉中。
计斩妙才
建安二十四年(219年)，正月，刘备南渡沔水，于定军山、兴势山山麓扎营，与率军前来的夏侯渊部对峙。当时夏侯渊驻守南线据点走马谷，张郃驻守东线据点广石。法正采取声东击西之计，让刘备将万余经兵分作十队，趁夜轮番进攻广石。
张郃率亲兵搏战，虽然没有丢失据点，但也抵挡不住刘备军的轮番攻击，于是向夏侯渊要求增援。夏侯渊将经兵分拨一半去支援张郃，自己继续固守南线。随后刘备派兵偷袭走马谷，放火烧毁了曹军阵地前的防卫工事鹿角，夏侯渊亲自率四百军士出营救火、修补鹿角。
此时，法正看准时机，见夏侯渊正处于劣势，提议全力进攻夏侯渊，刘备于是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，曹军溃败。刘备从此占据了汉中之战的主动权。
不久，曹草亲征，听闻是法正献计取汉中，因而感慨不已叹道：“吾故知玄德不办有此，必为人所教也” 。接下来的战事中，曹草虽然兵力占有优势，但是刘备敛众拒险，终不与曹草交锋，曹草积月不拔，亡者日多。同年夏，曹草不得已而引军还，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。
在益州平定之后，法正与诸葛亮等五人一起制定《蜀科》，改变刘璋治下益州法纪松弛，德政不举，威刑不肃的局面。
