孔明于是骑马到桥边绕河看了一遍回到营中后召唤黄忠、魏延听令：“离金雁桥南五六里的地方两岸都是芦苇可以埋伏。魏延带领一千名枪手埋伏在左边专门刺杀马上的将领；黄忠带领一千名刀手埋伏在右边专门砍杀马下的士兵。一旦打散敌军张任必定会投奔山东的小路而来。张飞你带领一千名士兵埋伏在那里就地擒获他。”又命令赵云埋伏在金雁桥的北边：“等我引诱张任过桥后你便立即拆断桥梁并在桥北列阵使张任不敢向北逃跑只能向南撤退这样就正好中了我们的计策。”调遣完毕后军师亲自去诱敌。
此时刘璋派遣卓膺、张翼二将前来雒城助战。张任命令张翼与刘璝守城自己与卓膺分为前后两队出城迎战孔明。孔明带着一队不整不齐的军队过了金雁桥与张任对阵。孔明坐在四轮车上戴着纶巾摇着羽扇两边有一百多名骑兵簇拥着他。他指着张任说：“曹操以百万大军闻名于世但听到我的名字就望风而逃。现在你是何人竟敢不投降？”
张任看见孔明的军队不整齐在马上冷笑说：“人们都说诸葛亮用兵如神原来只是有名无实而已！”说完他一挥手中的枪大小军校一起杀向孔明。孔明见状立即弃了四轮车上马退走过桥。张任从背后赶来但过了金雁桥后却看见刘备的军队在左边严颜的军队在右边一起冲杀过来。张任知道自己中计了急忙想回军但桥已经被拆断了。他想投北逃跑但看见赵云一军在隔岸摆开阵势于是不敢投北只能径直向南绕河而走。然而走了不到五七里就进入了芦苇丛杂的地方。这时魏延一军突然从芦苇中冲出用长枪乱戳；黄忠一军则埋伏在芦苇里用长刀只剁马蹄。张任的马军纷纷倒下被俘虏了很多人；而步军哪里还敢来救援呢？最后张任带着几十名骑兵逃向山路却正好撞上了张飞。
张任正打算退走，张飞大喝一声，众军齐上，将张任活捉了。原来卓膺见张任中计，已经投降了赵云，他们一起来到大寨。刘备赏赐了卓膺。张飞把张任押解到帐中，孔明也坐在那里。刘备对张任说：“蜀中的将领们都望风而降，你为什么不早点投降呢？”张任睁大眼睛怒叫道：“忠臣岂能侍奉二主？”刘备说：“你是不识时务啊。投降就可以免死。”张任说：“今天就是投降了，以后也不会投降！你干脆杀了我！”刘备不忍心杀他。但张任高声痛骂，孔明为了成全他的名声，下令斩首。后人有诗赞美他：“烈士岂甘从二主，张君忠勇死犹生。高明正似天边月，夜夜流光照雒城。”刘备感叹不已，下令收殓他的尸首，葬在金雁桥旁，以表彰他的忠诚。
第二天，刘备命令严颜、吴懿等一班蜀中降将作为前部，直抵雒城，大叫：“赶快开门投降，免得全城生灵受苦！”刘璝在城上大骂。严颜正要取箭射他，忽然看见城上一将拔剑砍翻刘璝，开门投降。这人是武阳人张翼。刘备的军队进入雒城，刘循从西门逃走，投奔成都去了。刘备出榜安民，并重重赏赐了诸将。
孔明说：“雒城已经攻破，成都就在眼前。但恐怕外州郡会不安宁，可以让张翼、吴懿引赵云去安抚外水江阳、犍为等处的州郡，让严颜、卓膺引张飞安抚巴西德阳所属的州郡。然后委派官员治理平靖，再率兵回成都集合。”张飞、赵云领命，各自引兵去了。
孔明问：“前面还有什么关隘？”蜀中的降将说：“只有绵竹有重兵防守，如果能拿下绵竹，成都就唾手可得了。”孔明便商议进兵。法正说：“雒城既已攻破，蜀中就危险了。主公想要用仁义服众，就暂时不要进兵。我写一封信给刘璋，陈述利害，他自然会投降。”孔明说：“孝直的话很有道理。”便让他写信派人送往成都。
刘循逃回成都告诉父亲刘璋雒城已经失陷的消息。刘璋慌忙召集众官商议对策。从事郑度献策说：“现在刘备虽然攻城夺地，但兵力不多，士众尚未归附，靠野谷为食，没有辎重。我们不如把巴西梓潼的百姓都赶到涪水以西去。把仓库和野外的粮食都烧掉，然后深沟高垒静待敌军。他们来挑战我们不要应战。这样过不了百日他们就会因为缺乏粮食而自动撤走。我们乘虚出击就可以擒获刘备了。”但刘璋说：“不行。我听说过为了安抚民众而抵抗敌人却没听说过为了对付敌人而扰动民众的。这个计策不是保全之计。”正在商议间有人报告说法正有信来到。刘璋叫人把信拿进来拆开一看大意是：
昨天承蒙您派人来荆州结好我们没想到您身边的人不得力导致了这个结果。现在荆州方面仍然眷念旧情不忘族谊。如果您能幡然醒悟归顺我们荆州方面一定不会薄待您。希望您三思后做出决定。
刘璋看完信后大怒把信撕毁并大骂法正是卖主求荣、忘恩背义的贼人！他把法正的使者逐出城去并立即派妻弟费观带兵前去防守绵竹。费观推荐南阳人李严（字正方）一同领兵前往。于是费观、李严带领三万大军来防守绵竹。同时益州太守董和（字幼宰南郡枝江人）也上书给刘璋请求前往汉中借兵。但刘璋说：“张鲁和我有世仇怎么会肯来救我？”董和说：“虽然张鲁和您有仇但现在刘备的军队在雒城形势危急。如果我们向他说明唇亡齿寒的道理他必然会肯出兵相助。”于是刘璋就修书派人前往汉中求援。
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