建安十六年，刘备在荆州坐拥新野、江夏等地，却始终被曹操、孙权的势力夹在中间，没有足够的战略纵深立足。此时刘璋迫于张鲁的军事压力，派法正前来迎接刘备入蜀相助，庞统立刻向刘备献上核心战略：荆州四战之地，连年战乱民生凋敝，东有孙权北有曹操，难以长期安稳，而蜀地沃野千里，户口百万，四周有群山天险作为屏障，正是成就大业的根本根基。他坚决劝说刘备抓住这个千载难逢的机会，不要错失全取蜀地的良机，彻底打消了刘备此前顾虑同宗情谊的犹豫，让刘备最终下定了入蜀的决心。

刘备亲自率领数万步卒沿长江西进，庞统以军师的身份随同入蜀，一路上为刘备规划所有的军事行动。他没有选择和刘璋在涪城虚与委蛇，而是直接向刘备献上了上中下三条取蜀计策：挑选精锐奇兵昼夜兼程奇袭成都，是成本最低的上计；以返回荆州为名义，诱骗刘璋麾下的蜀中名将杨怀、高沛前来送行，趁机夺取他们的兵权，再一步步向成都推进，是稳妥可控的中计；直接退回白帝城，连荆州的兵马一起慢慢图谋蜀地，是耗时最久的下计。刘备最终选择了稳妥的中计，顺利斩杀杨怀、高沛，吞并了他们麾下的白水军，正式拉开了进取蜀地的战幕。

在庞统的统筹指挥下，入蜀的刘备军势如破竹，接连攻克蜀中多座县城，很快就兵临成都北面的重镇雒城之下。这座城池是成都最后的屏障，刘璋派出自己的长子刘循率领蜀中最精锐的数万守军死守，刘备军在雒城城下遭遇了入蜀以来最顽强的抵抗。为了尽快攻破这座坚城，庞统亲自披甲上阵，来到前线指挥士兵攻城，想要一鼓作气拿下雒城，打通前往成都的最后通道。

就在攻城战事最激烈的时候，一支流矢从城头上射出，正中庞统的要害，这位被刘备称为“吾之子房”的军师，最终不幸阵亡在雒城城下，年仅三十六岁。庞统的战死让刘备万分痛惜，他一提到庞统的名字就忍不住落泪，随后他按照庞统此前规划好的战略，紧急下令诸葛亮、张飞、赵云从荆州率军入蜀支援，最终合力攻破雒城，兵临成都城下，刘璋开城投降，刘备顺利全取蜀地，为后来建立蜀汉政权打下了最核心的根基。

刘备拿下蜀地之后，追念庞统的功勋，破格追赐他为关内侯，后来蜀汉朝廷正式追谥庞统为靖侯。庞统虽然没有亲眼看到刘备成就帝业的那一天，但他在刘备最关键的战略转折点上，以自己的远见和谋略，帮刘备跳出了荆州的局促困境，最终在巴蜀站稳了三分天下的根基。他和诸葛亮一同作为刘备麾下的核心谋主，在三国历史上留下了“伏龙凤雏，二人得一可安天下”的千古传奇。