刘备入蜀
后来，张松出使曹操，归来后劝说刘璋与曹操断绝来往与刘备交好。法正被任命为使者出使刘备，请备入蜀伐张鲁，法正观察备有雄才大略，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，夺取天府之国益州，凭借这来成就大业，易如反掌。”
诸葛亮的三分天下之计须取荆州和益州二地，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。荆州军假意北伐张鲁，至葭萌，张松因事情败露被杀，刘备于是与刘璋正面决裂，向成都进兵，军势所至，势如破竹。当时，刘璋的部下谋士郑度向刘璋进谏坚壁清野之策拖垮刘备，刘璋答：“吾闻拒敌以安民，未闻动民以避敌 也。”而拒绝此策，并罢黜了郑度。进攻雒城时，刘备的军师庞统中箭身亡，于是任命法正为谋士，继续进军。
214年，刘备军包围成都，蜀郡太守许靖欲出城投降被人发觉，因在危急关头，不宜诛杀自己人，于是刘璋放过许靖。刘璋投降后，刘备不举用许靖，认为即使是天下闻名的名士，但却无身为人臣的才能及品德。法正进谏：“天下有名无实的人就是许靖了。但是主公刚刚开创大业，许靖的名声四海皆知，您如果连他都不用，天下贤人恐怕会认为您薄待贤臣。”刘备于是重用许靖，此举堪比战国时的郭隗与燕昭王。
建安十九年刘备得益州，从此奠定了三国鼎立的基础。任用法正为蜀郡太守、扬武将军，同时间兼任地方官和京官，首都太守兼总参谋长(谋主)。此时法正得势，开始对以往曾轻视或陷害自己的人进行报复，擅杀毁伤己者数人，有人向诸葛亮举报，但诸葛亮素知法正甚得刘备重用，遂不言之。


汉中献策
建安二十二年，法正又建议北上进攻曹操大将夏侯渊，并夺取汉中，刘备接纳此计。建安二十四年，刘备攻占汉中，又自立为汉中王，以法正为尚书令(汉时政府行政首长)、护军将军。
与曹军在汉中作战时，形势不利，本应马上彻退，而刘备不肯，无人敢进谏。当时箭如雨下，法正便走去挡在先主前面。刘备说：“法正快去避箭。”法正回：“连阁下也冒着箭雨、飞石，何况我呢？”刘备只好允诺：“我和你一起彻退。”便暂时撤军。


评价
陈寿评曰：“法正著见成败，有奇划策算，然不以德素称也。儗之魏臣，正其程、郭之俦俪邪？