建安二十二年，刘备刚刚拿下益州不过三年，根基尚未完全稳固，曹操却已经挥师南下攻破汉中，逼降了割据三十年的张鲁。此时曹魏大军的前锋已经进驻巴中，相当于把一把尖刀直接顶在了益州的北大门上，蜀地全境为之震动，不少益州本土豪强甚至暗中谋划迎曹军入蜀，刘备政权的生存空间瞬间被挤压到了临界点。正是在所有人都觉得应当据险防守的时刻，法正站出来向刘备提出了全力夺取汉中的战略总方略。
法正的判断完全跳出了当时蜀汉群臣的保守思路，他精准点出了汉中的核心价值：拿下汉中，进可以依托祁山通道北伐关中，蚕食雍凉二州的曹魏领土；退可以依托秦岭天险固守益州，彻底堵死曹魏南下的通道，这是蜀汉立国绝对不能放手的战略要地。他还敏锐地捕捉到了曹操阵营的致命漏洞：曹操拿下汉中之后没有顺势直扑蜀地，反而留下夏侯渊、张郃驻守，自己匆忙返回邺城，显然是后方出现了不稳的局势，留守的夏侯渊有勇无谋，完全不是蜀军的对手，这正是刘备出兵的千载良机。
建安二十四年，刘备亲率数万大军北上争夺汉中，法正作为核心谋主全程随军谋划。战役初期蜀军一度陷入被动，在阳平关前和夏侯渊的主力形成长期对峙，久攻不下士气渐衰。法正随即献策让刘备放弃正面硬攻坚关，率主力悄悄渡过汉水，沿山路快速向南迂回到定军山，在夏侯渊防线的侧后方扎下营寨，直接把战火烧到了曹军的纵深腹地，迫使夏侯渊不得不分兵前来争夺定军山的控制权。
紧接着法正又献上声东击西的奇谋，他让刘备把蜀军主力分成十部，轮番猛攻张郃驻守的东线营垒，张郃的部队渐渐支撑不住，只能向夏侯渊求援。夏侯渊把自己麾下一半的精锐调去救援张郃，身边只留下数百亲兵维护南线的鹿角防御工事。法正看准敌军阵型最薄弱的瞬间，立刻向刘备发出总攻信号，黄忠率领蜀军精锐从定军山居高临下发起冲锋，一战便阵斩夏侯渊，曹军整个汉中防线瞬间群龙无首，全线溃败后撤。
曹操得知汉中战败的消息，亲率大军从关中赶来救援，却发现刘备已经完全占据了秦岭的有利地形，据险不战和曹军长期对峙。曹军粮草补给线漫长，士兵大量逃亡，最终只能无奈选择全军撤出汉中。至此，整个汉中地区全部落入刘备手中，当年刘备进位汉中王，正式建立起和曹魏、孙吴三分天下的稳固基业。诸葛亮后来在夷陵战败之后曾感叹，若法正尚在，必能劝阻刘备东征，就算随军出征也不至于遭遇全军覆没的惨败，足以见得这位谋主在蜀汉政权中的不可替代的地位。
