建安十六年（211年），法正奉益州牧劉璋之命到荊州，迎接劉備入益州共拒張魯。法正私下向劉備獻秘計，請劉備借機謀取益州。
劉備猶豫再三，不能決斷。
龐統進言，他說：“荊州荒蕪殘敗，人物流失殆盡。而且東有孫權，北有曹操，難以有大的發展。益州戶口百萬，土地肥沃，物產豐饒，如果真能奪取此地，以為根基，可成就大業。”
劉備仍然擔心，說道：“如今與我水火不同的是曹操，曹操峻急，我便寬厚，曹操暴虐，我便仁慈，曹操狡詐，我便忠誠。凡事與他相反，才有今天的成就。如今為得益州，失信於天下，能行嗎?”
龐統說：““如今正當亂離之際，凡事不能墨守成規，要隨機權變才好。況且吞並弱小，攻擊暗昧，逆取順守，報之以義，正是古人所重視的。隻要事定之後，封還他一塊土地，還有誰能說您有負信義呢?不趁現在攻取益州，到時就會被別人占了先機。”劉備認為龐統說得有理，決定留諸葛亮、關羽等鎮守荊州，而自己則帶領龐統，率領數萬兵士進入益州。
益州牧劉璋和劉備在涪城相會，龐統勸劉備於宴席中挾持劉璋，但劉備以自己初來蜀中恩信未立為由而拒絕。
劉璋隆重地招待劉備及其部下，增撥給劉備不少人馬糧草和軍用物資，連戰略要隘白水關也交給他督理，命他率兵去進擊張魯。劉璋交代完畢，就回了成都，劉備則率部到了葭萌關。
建安十七年（212年）十二月，劉備已經在葭萌關屯駐一年，龐統就戰略問題，向劉備獻上三條密計：“挑選精兵，晝夜兼行直接偷襲成都，可以一舉而定，此為上計計也；楊懷、高沛是蜀中名將，手下有精銳部隊，而且據守關頭，我們可以裝作要回荊州，引他們輕騎來見，可就此將其擒殺，而後進兵成都，此為中計；退還白帝，連引荊州，慢慢進圖益州，此為下計。如果猶豫不前，將會有大難，不能在此地久留。”
劉備認為中計有道理，依計而行。
斬楊懷高沛，揮兵直指成都，一路勢如破竹，所經過的地方都順利攻克，很快便打到了涪城。
在涪城，劉備大會將士，置酒作樂，誌得意滿。他乘著酒興對龐統說：“今天這場宴會應該快了吧。”
龐統卻說：“把討伐別國當作快樂，不是仁者之兵。”
時劉備已醉，怒道：“武王伐紂，前歌後舞，難道不是仁義之師嗎？你話說的不好，快點出去。”於是龐統起身退出。
但是劉備馬上後悔，請他回來。
龐統回到原來的位置上坐下，不看劉備，也不道歉，隻顧自己吃喝。
劉備問道：“剛才我們的討論是誰的過失？”
龐統說：“你我兩人共同的過失。”
劉備大笑，酒宴上又恢複了歡樂的氣氛。
建安十九年（214年），劉備調諸葛亮、張飛、趙雲等人帶兵攻克白帝、江州、江陽。
不久，劉備包圍雒城（現今的德陽廣漢一帶）。
龐統率眾攻城，被飛箭射中，死去。時年三十六歲。
劉備極為痛惜，一說到龐統就流淚。
為表彰他的功勳，任命他的父親為議郎，後升任諫議大夫。劉備追賜龐統為關內侯，定其諡號為靖侯。
龐統死後，葬於落鳳坡，墓地隻有簡單的維護，據說這是劉備為其親選的墓地，可府北看南，是一塊風水寶地，現有墓碑一塊。
而我的責任，則是免除龐統被射，如此一來，他就可以保命了，也算我多做一件功德，嗬嗬。