武裝奪取政權，必須要擁有自己的軍隊，軍隊的兵員越多越好，但是諸葛亮出山輔助劉備時，劉備屯兵新野（今屬河南），手下不過幾千兵卒，勢單力薄，寄人籬下。諸葛亮一到新野，就“燒”出了新官上任的第一把“火”，建議劉備采勸遊戶自實”措施，以清查隱戶為由，一下擴大了征兵數額，使劉備軍隊猛增數萬人。
《三國誌·諸葛亮傳》曾注引《魏略》所記載的資料，說劉備在樊城屯兵時，諸葛亮針對劉備兵員較少的狀況，向他建議說：“今荊州非少人也，而著籍者寡，平居發調，則人心不悅。可語鎮南，令國中凡有遊戶，皆使自實，因錄以益眾可也。”劉備聽從其建議，果然收效顯著，增加了兵員。
對這條材料，為《三國誌》作注的裴鬆之是不相信的，認為它不是事實。其實，從當時的情況來看，並不能斷然否定諸葛亮提出過所謂“遊戶自實”以益兵眾的建議。何況《魏略》所記並非孤證，裴鬆之也承認“《九州春秋》所言亦如之”。
下麵，根據《三國誌》所提供的資料進行一些簡略的分析：
首先，荊州地區當時確實存在大量遊民。赤壁之戰以前，荊州地區相對平靜，一直無戰事。那時，曹操與袁紹殘餘勢力激戰於青、冀、並、幽，張魯割據漢中，韓遂、馬超控製關西，戰火不斷，故“關西、兗、豫學士歸者蓋有千數”，“人民流入荊州者，十萬餘家。”由於“荊州豐樂”，流民遊食者日眾。
其次，荊州統治者劉表，是一個不能成大事的“坐談客”，隻想“坐保江、漢之間”，並無“四方之誌”。雖然搞了種種粉飾太平的活動，卻不曾致力於澄清吏治，整頓戶籍，擴兵積糧。因而當時“著籍者寡”是完全可能的事實。
再次，劉備從新野移屯樊城時，所轄兵眾不過數千人。而當曹操南下，劉備撤離樊城時，僅關羽之眾，即得“分乘舟船數百艘”，“水軍精甲萬人”。可見劉備屯樊城時，兵力確有擴大。所以著名史學家王仲犖先生在《魏晉南北朝史》中就認為，劉備確曾“利用荊州搜刮‘遊戶’之際，招募丁壯，補充自己的軍隊；軍隊人數有了一定的充實”。
據此，可以認為，當諸葛亮跟從劉備移屯樊城時，根據劉備兵少而當地未著戶籍者多的現狀，確曾建議劉備使“遊戶自實”，以擴充兵源，增加軍隊，從而使劉備的軍事力量有了較大的發展。這不僅是劉備進一步器重諸葛亮的具體根據，更重要的是這支武裝成為孫、劉聯盟的物質基矗否則，隻有孫權的武裝，那麼，哪裏還談得上組成孫劉聯盟，共同合作抗擊曹操呢？
緊接著，諸葛亮又連用火攻計，博望一把火，燒了曹軍夏侯惇等人，又在新野一把火，再燒曹洪曹仁等人。
《三國演義》有諸葛亮“博望燒屯”的故事，很是精彩。說劉備“三顧茅廬”請出諸葛亮後，劉備以師禮待之，關羽、張飛以為過分，皆不悅。不久，曹操遣夏侯惇領兵十萬，來攻新野。劉備請諸葛亮安排破敵。諸葛亮命趙雲為前部，領兵誘敵；命關平、劉封引五百軍伏於博望坡後，準備放火；命關羽、張飛各引一千軍，分別埋伏於博望左、右之豫山、安林，看見火起，即縱兵出擊，並焚燒曹軍糧草；又請劉備引軍為後援；諸葛亮本人則與糜竺、糜芳引五百軍鎮守新野縣城。關羽、張飛皆疑其計是否靈驗，眾將初次見孔明用計，亦疑惑不定。夏侯惇與副將於禁、李典等率軍來到博望，趙雲出戰，詐敗而退；劉備引兵接應，須臾亦退。夏侯惇欺其兵少力弱，放心追趕。時天色已晚，道路狹窄，李典、於禁恐遭火攻，忙提醒夏侯惇。夏侯惇雖猛省，但關平、劉封已開始放火，曹軍頓時大亂。此時，趙雲回軍趕殺，關羽、張飛亦分頭殺出，曹軍屍橫遍野，夏侯惇等狼狽逃竄。這一仗，完全按諸葛亮的預計進行。因而，諸葛亮建立了出山以後的第一功，關羽、張飛及眾將皆心悅誠服，諸葛亮從此在劉備軍中樹立起崇高威信。
夏侯惇兵敗博望以後，曹操親率大軍南征荊州，劉琮不戰而降，住在新野的劉備忙與諸葛亮商議拒敵之計。諸葛亮說：“前番一把火，燒了夏侯惇大半人馬；今番曹軍又來，必教他中這條計。我等在新野住不得了，不如早到樊城去。”於是一麵下令將新野居民遷往樊城，一麵布置眾將，準備再次火燒曹軍。曹軍先鋒許褚及前隊將領曹仁、曹洪來到新野，隻見四門大開，已是一座空城，便入城駐紮。半夜，趙雲分兵從西、南、北三門發射火箭入城，城中頓起大火，曹仁急忙引軍從東門突出，趙雲趁勢掩殺。曹軍爭相逃跑，糜芳、劉封沿途截去。四更時分，曹軍逃至白河邊，已是人困馬乏，焦頭爛額，便紛紛下河喝水。關羽早已在上遊用沙袋遏住河水，聽得下遊人喊馬嘶，急令軍士搬起沙袋，大水滾滾而下，曹軍溺死甚多。曹仁引殘兵從水勢緩處逃命，剛到博陵渡口，張飛又領伏兵殺出。曹軍遭受輪番攻擊，傷亡慘重，潰不成軍。劉備、諸葛亮則率領眾將，乘勝從容退往樊城。
此外，諸葛亮還麵臨著更棘手的事。
他要協助劉備奪取荊州，但荊州最近成了中國各方覬覦的焦點。曹操已定河北，荊州必是下一個目標，而東吳早已三次進攻荊州江夏，荊州問題已經“國際”化了。以劉備微薄的力量，如何不讓荊州落入曹操之手，爭得荊州，又與劉表及東吳為友？麵臨這些難題，幾乎沒有又必須尋到出路。
諸葛亮主張“外結好孫權”，並十分重視對吳關係，建立了孫劉聯盟，從而在赤壁大戰中打敗曹操，形成三國鼎立的初步形勢。
據《三國誌·魯肅傳》載：“劉表死，（魯）肅進說曰：劉備天下梟雄，與操有隙，寄寓於表，表深惡其能而不能用。若備與彼協心，上下齊同，則宜撫安，與結盟好；如有離違，宜別圖之，以濟大事。同心一意，共治曹操。 備心喜而從命。如其克諧，天下可定也。今不速往，恐為操所先。（孫）權即遣肅行。到當陽長阪與備會，宣權旨，及陳江東強固，勸備與權並力，備甚歡悅。”裴鬆之注引《江表傳》補充說：“（劉）備大喜，進住鄂縣，即遣諸葛亮隨肅詣孫權，結同盟誓。”可見，當劉備、諸葛亮等人在曹操大軍窮追之下，敗退到當陽時，正遇魯肅奉孫權之命，欲與劉備結盟共抗曹操，劉備才派諸葛亮隨同魯肅去見孫權研究建立孫劉聯盟的，並不是諸葛亮主動提出的。
荊州內部相當複雜。劉表歡迎劉備投靠，又懷著猜忌，連曹操方麵也看了出來：
“劉表重用劉備，怕控製不住他；不重用，劉備又不肯為他賣命。”
這一點，諸葛亮當然也看出來了。為此，他大力結好劉琦，以便相機控製荊州。
與此同時，劉表統治集團內部矛盾發展了，這主要表現在爭奪繼承權的問題上。劉表有兩個兒子，長子劉琦，次子劉琮。按慣例，長子劉琦應該是劉表的繼承人，開始劉表也有這個打算。可是劉琮的妻子是劉表後妻蔡氏的侄女，蔡氏在劉表麵前說劉琦的壞話，同時蔡氏的弟弟蔡瑁掌握實權，和劉表的外甥張允聯合在一起，擁護劉琮，劉表也就傾向於立劉琮了。
由於劉表“愛少子琮，不悅於琦”，劉琦感到自己難以繼承父業，並且勢單力孤，有遭到殺身之禍的危險，心裏很是不安。他接近劉備，想借助劉備的勢力，求得生存。在劉琮的壓力下，劉琦數次求計於諸葛亮。劉琦之所以如此，一是因為諸葛亮和他有親戚關係，他們是姨表兄弟；二是因為諸葛亮聰明能幹，很有謀略。
諸葛亮對劉表早就持不合作態度，他在隆中山林長期躬耕自給，在政治上不靠攏劉表，就是一個例證。“隆中對”中先占有荊州的計劃，更表明了這一點。
諸葛亮對劉表集團內部的矛盾是清楚的，對劉琦的處境也是了解的。他不滿意劉表偏愛劉琮的做法，但認為對劉表家中的事情不能貿然介入，弄不好不僅幫不了劉琦的忙，反而危及劉備在荊州的地位，因此他很慎重。劉琦頭幾次見他，他都有意岔開，不表明自己的態度。
有一天，劉琦趁諸葛亮來襄陽時，特意把他請到自己的後花園，上了樓閣，宴飲之間屏退左右，將通上樓閣的扶梯撤掉，然後誠懇地對諸葛亮說：“現在我們上不著天，下不挨地，話從你嘴說出，進我的耳朵，沒有第三者知道，這可以講了吧？”諸葛亮見劉琦的確是誠心請教，便示意他離開襄陽，說：“君不見申生在內而危，重耳居外而安嗎？”申生是春秋時代晉獻公的太子。晉獻公寵愛驪姬，想讓驪姬的兒子奚齊來繼承自己的君位，申生在驪姬的迫害下，沒有辦法，最後自縊身死。重耳是申生的弟弟，他見奚齊要掌權，怕自己受迫害，便出逃在外，幾經磨難，到獻公死後，終於回來即位，是為晉文公。盡管諸葛亮引喻的曆史故事沒有直接說明其用意，但寥寥數語便點明了劉琦去危就安的出路。劉琦一聽，完全理解了諸葛亮的用意。從此他決定出走，到外邊去占一塊地盤，免遭殺身之禍，還可以尋機發展個人勢力。而諸葛亮的打算則是與劉琦結好，控製和利用劉琦的力量，或把他作為外援，以便相機圖取荊州。
公元208年春，孫權軍隊把劉表的江夏太守黃祖殺死，“虜其男女數萬口”而歸。劉琦乘機請命出任江夏太守，率眾屯駐夏口（今湖北武漢市）。
這時候，剛稱丞相的曹操正在中原操練兵馬，還在冀州鄴城做玄武池，專門訓練水軍，加緊準備南征荊州。孫權殺掉黃祖後，雖然停止進擊，但對荊州仍然是個嚴重威脅。這種局麵，使臥病在床的劉表寢食不安，很是擔心。這時他對劉備的戒心雖然沒有完全解除，但在大敵當前的情況下，隻好借助劉備的力量以圖自保。於是，他把劉備請來商量對策，語重心長地對劉備說：“我的兒子沒有才能，手下諸將也不齊心，我死之後，你就掌管荊州吧！”劉備回答說：“公子都是賢才，我一定盡力幫助，你盡管安心養病好了。”接著，劉備提出願意屯兵樊城（今湖北襄樊市），以保衛襄陽，劉表同意。
樊城離襄陽很近，是劉備招攬人才、擴充實力、相機奪取荊州的好地方。
劉琦聽說父親病危，急忙從江夏趕來。蔡瑁、張允等怕劉琦同劉表見麵，“父子相感，更有托後之意”，便攔阻劉琦說：“將軍（指劉表）命公子鎮撫江夏，防備孫權，任務重大，如今擅離職守，跑了回來，將軍看到了必定發怒譴責你，這就要傷親人的心，加重他的病情，這不是孝敬的做法。”劉琦無奈，流涕而去。
同年七月，曹操親自領兵南征荊州。臨行前向荀彧問計，荀彧說：“如今中原地區已經平定，割據南土的劉表應當知道自己麵臨危困了。明公可以大張旗鼓地出兵宛、葉，另以輕兵從小道速進，出其不意地掩襲劉表。”曹操按計領兵出發了。不久，劉表病死，劉琮繼任荊州牧。劉琮一夥被曹操的聲勢嚇破了膽，決定投降曹操。
當劉琮同手下親信商量是否依靠劉備的力量抵禦曹操時，傅巽說：“憑借劉備的力量不足以抵禦曹操，就是保全了楚地，也不能用來保存自己，即或利用劉備的力量抵禦了曹操，那麼劉備是不會久居將軍的位置之下的。”劉琮聽後，便不通知劉備，偷偷派人去迎接曹操。
當劉備得到劉琮投降的消息後，曹操的大軍已經到達宛城（今河南南陽市，宛音冤yuan），離樊城不遠了。劉備派人追問劉琮，劉琮派宋忠到劉備處“宣旨”，意思是讓劉備也投降。劉備大怒，拔出佩刀，指著宋忠說：“如今就是砍下你的腦袋也不足以解我心中的憤恨。如果殺掉你，我還不願意讓人覺得大丈夫在臨別時還拿你們這些庸碌之輩消氣！”於是把宋忠放了。
宋忠去後，劉備與手下人商議對策。經過計議，劉備、諸葛亮很清楚單憑自己的力量是抵禦不了曹軍進攻的，隻好率軍向江陵（今湖北江陵）方向撤退。江陵是重要軍事基地，劉表在此屯積大量軍需物資。與此同時，諸葛亮建議劉備派關羽領水軍由漢水到江夏，向劉琦求援，請他派軍隊、戰船接應，最後會於江陵。
當劉備率軍路過襄陽時，諸葛亮根據劉琮已經投降曹操的情況，勸劉備攻打劉琮，認為那樣的話，“荊州可有”，同時也不會影響同劉琦的關係。劉備認為這樣做不利於爭取人心，回答說：“吾不忍也。”還有人建議把劉琮及其親信劫往江陵，劉備又說：“劉荊州臨亡托我以孤遺，背信自濟，吾所不為，死何麵目見劉荊州乎？”也沒有采納這個建議。
對於劉備拒不采納諸葛亮的建議，習鑿齒評論說：“劉玄德雖顛沛險難而信義愈明，勢逼事危而言不失道。”既然劉備的“吾不忍也”屬於“言不失道”，那麼諸葛亮的“荊州可有”就是“失道”之言了。朱熹則另為評論說：“當劉琮迎降之際不能取荊州，烏在其知權邪？若聲罪致討，以義取之，乃是用權之善。”既然劉備不取荊州是失於“權”，那麼諸葛亮的取荊州主張，便是不失於“權”了。
其實，當時各軍閥間的割據混戰、你爭我奪都是地主集團間的封建兼並戰爭，不存在誰是“正義”或誰是“失道”的問題。劉備沒有采納諸葛亮的建議，不僅僅是為了臉麵上的不“失道”，對爭取人心有好處，也是考慮當時的形勢後做出的決定。在曹操大軍壓境的危急情況下，即使降服了劉琮，也抵擋不住曹軍的進攻，占據荊州沒有用，最後還是得離開，隻能避開其兵鋒，逃至他處，保存自己，尋找時機，以圖再起。如果從這一角度來看，劉備當時不取荊州，不算什麼錯誤。但從另一角度來看，如果劉備采納諸葛亮的意見，打敗劉琮勢力，占據荊州（這是沒問題的），取得荊州之主的名義，即使接下來不敵曹操，敗走求援，或許荊州軍隊不會全歸曹操所有，又或許不會出現以後劉備、孫權之間“借”荊州、“索”荊州那樣麻煩的問題了。當然，這不是劉備、諸葛亮起初所能料及的。