諸葛亮得知劉備要來拜訪，故意躲開，以試探劉備的決心和誠意。劉備第一次來到後，撲了個空；第二次去又未見到人。關羽、張飛都不耐煩了，但劉備牢記徐庶的話，“要誠心誠意地去請諸葛亮”，當年一月，他第三次又去了，諸葛亮終於被劉備的誠意感動了，出來在草堂中接待了劉備。
劉備把關羽、張飛留在外麵，自己與諸葛亮在屋中交談。劉備說：“如今漢室衰落，大政落在權臣手中。我自揣淺陋，卻很想安定漢室，卻又不知如何，請先生指教。”
諸葛亮見劉備如此虛心，覺得他是個可依附合作之人，就把自己多年對局勢的判斷和為劉備設計的謀略和盤托出。他說：“如今，在北方曹操已戰勝袁紹，手握百萬大軍，挾天子以令諸侯，將軍不能憑武力與他爭高下。孫權占據江東，父子兄弟已在那兒經營了三代。他有長江天塹的屏障，又有江東大姓與士人的擁戴。將軍隻能與他聯合。”
接著，諸葛亮分析了荊州和益州的形勢，指出荊州地當要衝，戰略地位重要，但劉表無法保住它，而益州沃野千裏，有“天府之國”之稱。如果劉備能占領荊州、益州，對內整頓內政，對外聯合孫權，就可立於不敗之地。
一旦有機會，即可以荊州、益州兩路出兵，北伐中原。
諸葛亮的精細分析和雄才大略令劉備茅塞頓開，大加讚賞，而諸葛亮也為劉備的風度胸懷折服，於是從此出山，助劉備興複漢室。
官渡之戰後，曹操統一了北方，想要吞並荊州與江東。諸葛亮出使江東，與孫權共商大計。
諸葛亮向孫權透徹地分析了敵我形勢，指出曹軍不可克服的弱點，以及孫劉聯軍必勝的基本條件，堅定了孫權聯劉抗曹的決心，孫權任命周瑜為大都督，與劉備的水師會合，共抗曹軍。
曹軍士兵多是北方人，不適應水上的風浪顛簸，暈船嘔吐，曹軍用鐵索把船連在一起，鋪上木板，組成“連環船”。這時，諸葛亮與周瑜都想到火攻。周瑜的部將黃蓋佯裝降曹，船上卻裝滿澆上油的枯葦幹荻，在離曹軍兩裏左右，點起了火。當時東南風刮得正緊，風助火勢，火助風威，這批火船頓時衝向曹軍。曹軍死傷不計其數，曹操帶著殘兵敗將倉惶逃命。
劉備在下邱與袁術作戰，奪得了豫州、徐州，奪取了蜀地，進而占據了整個益州。之後，劉備攻取了漢中。公元221年，劉備在成都即皇帝位，蜀漢正式建立。
孫權奪取荊州，斬殺關羽之後，劉備為報仇要出兵攻打東吳。諸葛亮一再勸阻劉備，不要出兵攻吳，應與東吳聯合抗曹，劉備仍不采納。劉備留諸葛亮守衛成都，輔佐太子，親自率兵前往，劉備戰敗，使蜀漢政權日漸趨向衰落。
劉備敗後回到白帝城，一病不起，急召諸葛亮至白帝城囑托後事。
江嘉太守黃元因諸葛亮不喜歡他，怕諸葛亮掌握了大權對他不利，率部反叛，後黃元的叛軍被擊敗。
益州豪強雍閻策動少數民族首領孟獲等多人起兵反叛。反叛之初，勢力並不強大，但雍閻不斷向少數民族首領散布謠言，挑撥關係。這樣，經過雍閻幾年威逼挑撥，叛亂的隊伍漸漸遍及南中整個地區，隻有幾個郡歸屬蜀漢政權。
敏銳的諸葛亮知道光憑武力的征服收服不了人心，於是本著“和撫南夷，穩定後方”的既定政策，對南中的叛亂一直采取政治上的招撫政策，但未能收到預期效果。諸葛亮為了盡快平息南中叛亂，為進攻曹魏提供更多的人力、物力支援，於是與吳結好，切斷了雍閻與東吳的關係。
兩年之後，諸葛亮決定率軍平定南中。這次他采取了有效的策略：以右、中、左三路兵馬南下，向雍閻進軍。
諸葛亮首先進攻卑水地區夷王高定的軍隊。很快打敗了高定部隊，高定被擊殺。接著，三路大軍與孟獲在盤東首次交戰。
孟獲在當地以勇猛善戰著稱，頗得人心，諸葛亮為使他心服口服，命令部隊生擒孟獲。被俘後，便讓孟獲觀看蜀地的陣勢，孟獲看後很不服氣，對諸葛亮說：“原先我不知道你的虛實，因此上當戰敗，今承蒙恩賜，觀看了你的陣勢，不過如此，假如能重新交戰，一定可以打敗你。”
諸葛亮放孟獲回去，讓他重整軍隊再來交戰。結果連戰七次，諸葛亮七縱七擒孟獲，當最後一次還要放他回去時，孟獲終於服輸了。於是，諸葛亮率軍進入滇池，平定了南中地區。
諸葛亮給了夷人充分的自治權，更加讓他們心悅誠服，南中地區從此安定，北定中原再無後顧之憂。
公元226年，魏文帝病死，其子曹睿繼位，諸葛亮認為北伐的時機已到。於是，諸葛亮率軍進駐漢中，臨行前給後主劉禪上了一份奉章《出師表》，陳述出師的條件，表明了北定中原，興複漢室的決心。
公元228年，諸葛亮在南鄭商討進兵策略，決定“平取隴西”，再向關中。於是，由趙雲率領一隻軍隊據箕穀，以吸引魏軍，諸葛亮自己率領主力向西北出祁山，奪取隴西。在蜀軍出其不易地攻擊下，隴西的南安、天水、安定三郡相繼攻克，魏將薑維也到諸葛亮軍前投降。