到了傍晚，吳兵都去吃晚飯，防備稍稍鬆懈，傅肜拚命殺出山口，讓劉備先過去，自己帶領殘兵截住吳軍。吳軍連連出擊，傅肜與他們激戰了很久，眼看手下全部陣亡，傅肜還是死鬥到底。吳兵叫他投降，傅肜厲聲說：“吳狗！大漢將軍豈能投降？”說著，又殺死幾個吳兵，自己也身受重傷，最終為國捐軀。
劉備倉皇西逃，吳兵在後麵窮追不舍。蜀兵沿路潰散，最後隻剩下幾百個騎兵跟著劉備。劉備長歎道：“我的死期到了！”話剛說完，就見蜀兵趕到，為首的一員大將正是翊軍將軍趙雲。劉備這才轉憂為喜，忙讓趙雲截住吳兵，自己帶領幾百個騎兵進入白帝城。趙雲本在江州運送糧草，看見東南火光衝天，急忙領兵前來，殺退敵兵。蜀中將士，多半傷亡。從事程畿奉命去招水軍，水軍卻已被吳兵偷襲，全部逃跑，程畿乘船慢慢退回。隨從催促程畿說：“追兵將要趕到，何不快速行駛呢？”程畿慨然說：“我豈是貪生怕死之人？”不久吳兵到來，圍住程畿的小船，程畿拔劍自殺。蠻王沙摩阿帶領眾人跟隨蜀軍，也戰死了。其餘的如杜路、劉寧等人，走投無路，投奔了吳國。鎮北將軍黃權被吳兵攔截，領兵投奔魏國去了。
曹丕聽說蜀兵連營七百裏，知道蜀國必敗，群臣問起原因，曹丕說道：“劉備不懂打仗，豈有連營七百裏，還能抗拒敵兵的？江東的捷報就快到來了。”過了七天，吳國果然上疏告捷，曹丕擔心孫權勢力強盛，日後難以控製，就令他把兒子送到許都做入質，孫權置若罔聞。曹丕就命曹休等人到洞口，曹仁到濡須，曹真等人圍攻南郡，三路兵馬約有數萬，同時攻打東吳。吳兵戰勝蜀軍以後，想進攻白帝城，陸遜卻下令班師。這時彝陵解圍，孫桓前來拜見陸遜，陸遜慰問一番，孫桓對陸遜說：“以前因你連日不去解救，心生疑慮，如今才知你調度有方，最終得以攻破蜀軍，但為何不乘勝追擊呢？”陸遜回答說：“曹丕表麵上援助我國，其實是想消滅我國，我們如果對蜀軍窮追不舍，必會被曹丕算計。”於是收兵東歸。快抵達荊州時，果然聽說魏國兵分三路前來攻打吳國。陸遜立即寫信稟報孫權。孫權已經得知消息，派將軍呂範等率水軍抵抗曹休，諸葛瑾抵擋曹真，朱桓抵擋曹仁。
孫權與魏國絕交後，改元黃武。曹丕聽說吳國違抗命令，親自從許昌領兵南下，接應三路人馬。劉曄勸阻說：“吳國剛剛打敗蜀國，上下同心協力。不如從長計議。”曹丕不肯聽從，領軍趕到宛城。忽然接到消息，說曹休到洞口後，開始打了幾次勝仗，後來吳國派兵支援，曹休戰敗，隻好退回。曹丕這才驚慌起來。不久又有人上報說曹仁戰敗退回，部將常雕陣亡，王雙被擒。曹丕更加驚心。隻有曹真圍攻江陵，還沒有消息傳來，曹丕派夏侯尚帶領水軍，前去援助曹真。江陵爆發了瘟疫，吳將諸葛瑾不能打退敵兵，眼看就要支持不住。碰巧陸遜派朱然帶著一萬水兵到來，與夏侯尚大戰一場，夏侯尚戰敗。曹真孤軍無援，不得不稟告曹丕，曹丕悵然說：“真後悔不聽從劉曄的話。”說完，就派人召回曹真及曹休、曹仁，自己退回洛陽。孫權擔心蜀國前來報複，不敢追擊魏兵。曹丕不久便回許昌去了。
劉備逃回白帝城，還想招集殘兵，再次討伐東吳。無奈七萬多人，傷亡過半，潰散的士兵雖然漸漸聚集，也隻有一兩萬人，還都疲憊不堪，怎能再去作戰。劉備又悔又恨，又恨又悲。後來從東吳傳來噩耗，孫夫人誤以為劉備陣亡，投江殉情。劉備本來因她無故返回東吳，對她置之不理，不料她竟如此貞烈，劉備不免心中愧疚，以至抑鬱成疾。趙雲等人請求回成都，劉備不肯答應，且因白帝城是魚複縣官府所在地，就把縣名改為永安，把館舍改為永安宮。不久有吳使到達白帝城，報告孫夫人死亡的消息，並請求罷兵。劉備含糊答應，派大中大夫宗瑋前往吳國，隻是心中仍不免鬱鬱寡歡。當時劉備已經六十多歲，怎禁得起這般傷心，拖延了半年，一病不起，他連忙召見丞相諸葛亮及尚書令李嚴。
章武三年二月，諸葛亮等人趕到永安，劉備的兒子魯王劉永、梁王劉理也一同到達。劉備見了諸葛亮，感歎道：“朕不聽從丞相的勸告，現在後悔已經來不及了。”諸葛亮勸慰道：“請陛下珍重，不要再回憶往事了。”劉備說：“我壽命已盡，看來是無可挽回了。隻是與丞相相識多年，如今將要永別，真令我傷心。”說完，淚流滿麵。諸葛亮也不禁潸然淚下。他見劉備不至於立即去世，所以忍住眼淚，極力勸解，然後率領眾人暫時退下，隻留下兩個皇子在劉備旁邊。此後，諸葛亮每天都要前去探望，留在成都的官員也陸續前來請安。成都令馬謖是侍中馬良的弟弟，馬良兄弟五人，都很有名。馬良字季常，馬謖字幼常，其餘的兄弟也都以“常”字為號。隻因馬良眉毛中有白毛，裏人常說：“馬氏五常，白眉最優。”馬良奉命撫慰五溪。劉備在猇亭戰敗後，道路被截斷，馬良遇害身亡。諸葛亮很器重馬謖，特意推薦他為成都令。一天晚上，諸葛亮又去探病，劉備對他說：“馬謖言過其實，不能擔當大任，你要留意。”諸葛亮應命退下。到了夏天，劉備病危，召諸葛亮等人囑托後事。