魏延自赤壁之战后刘备夺取荆州四郡时，弑其主长沙太守献长沙城于刘备，诸葛亮看出其脑后生有反骨，久后必反，衣除之，刘备恐杀了魏延，降者人人自危，日后恢复汉室无人投靠，故此留之。诸葛亮知道只要有他和刘备在魏延就不敢反，从此魏延成为刘备部曲将领。
建安十七年，入川作战时，魏延先跟随刘备，大破刘璝、张任、泠苞、邓贤、吴懿等将领率领的刘章军。随后，他和黄忠一起平定广汉郡。建安十九年，魏延跟随刘备攻克重镇雒城。刘备的军师庞统，曾率兵攻打雒城时，被刘璋的部将色杀。魏延还跟随诸葛亮、张飞围困成都。
魏延在入川作战中，数次立功，被刘备提拔为牙门将军。此时，魏延还是个名不见经传的小将军。
建安二十四年，刘备拿下汉中后，蜀汉众人都以为，刘备会将镇守汉中的重任，交给请同手足的张飞，但出乎大家预料的是，刘备将魏延提拔为了镇远将军，让他去做汉中太守，镇守汉中。
张飞是个“万人敌”名将，武艺超群，但他在刘备做徐州牧期间，曾因喝酒误事，被吕布夺取了徐州。张飞爱喝酒，还喜欢打骂将士，容易出现堡垒从内部攻破的请况。他不是一个出众的守城将领，相反魏延，智谋出众，是个出SE的防守大将，他镇守汉中期间，通过在外围险要关卡布置兵力，牵扯、分散敌军的兵力，让他们难以集中兵力攻打汉中，确保汉中万无一失。
建兴元年，刘禅登基后，将魏延封为了都亭侯。
建兴五年，诸葛亮准备北伐时，将魏延提拔为了丞相司马、凉州刺史。建兴八年，曹魏派三路大军进攻汉中，两路大军因遭遇暴雨而被迫撤军，曹魏后将军费瑶、雍州刺史郭淮选择继续进军，征讨汉中。魏延先率兵攻击曹魏的凉州地区，他进军到阳溪一带时，遭遇了费瑶、郭淮，并击败两人。建兴九年，诸葛亮第四次北伐时，魏延率兵击败魏军，B迫司马懿退兵保营。
魏延谋略也很出众。诸葛亮第一次北伐时，他为诸葛亮献了子午谷奇谋。建议诸葛亮给他5000经兵，让他出子午谷袭取长安。诸葛亮觉得风险太大，没有同意。魏延为此经常说诸葛亮胆怯，恨自己之才不能尽用。
建兴十二年诸葛亮北伐途中病逝五丈原，魏延反相暴露想夺取军权，多亏诸葛亮留遗计于杨义、马岱除掉了魏延。
