魏景元四年（263年）四月，曹魏实际掌权者司马昭力排众议，出军大举伐蜀，以大将军钟会统十万大军分别从斜谷、子午谷南进，直捣汉中；征西将军邓艾率三万兵马自狄道攻沓中，以牵制蜀汉大将军姜维所率的五万精兵；雍州刺史诸葛绪率军三万，自祁山攻阴平、桥头，以切断姜维退路。
魏军突然大举来攻，耽于享乐的蜀后主刘禅得知后慌了手脚，急忙派张翼、廖化、董厥等率军分别驰援戍守北境的姜维以及协防汉中门户阳关口。
援军开拔后行动迟缓，尤其是进援阳关口的张翼、董阕更是走走停停，抵达阴平后竟然停滞不前，耽搁了一个多月的时间。而钟会所统的曹魏伐蜀中路大军绕过汉、乐二城，已抵达汉中外围，旋即令胡军胡烈率部猛攻阳关口，扼守阳关口的蜀军守将是傅佥、蒋舒，见魏军攻势凶猛，蒋舒意志崩溃，首先出关投降魏军，傅佥抵死不降，孤军迎战，阳关口被攻破时战死。阳关口失陷后，失去屏障的汉中很快被魏军攻占。
邓艾率军抵达沓中后立即分三路进攻姜维军。姜维听说汉中已失，无心恋战，率军撤走。彼时诸葛绪率军屯驻桥头，切断了姜维归路，姜维迂回入北道，从诸葛绪军背后发起进攻，诸葛绪胆怯畏战，率部主动后退30里，姜维重新夺回桥头，顺利率军南撤，同缓缓北上的张翼、廖化、董厥援军会合后，共同把守地势险绝的剑阁关。
钟会密告诸葛绪畏缩不前、贻误战机，司马昭令将其逮捕押送回洛京治罪，所部3万将士由钟会节制。
景元四年（263年）10月，钟会统大军自汉中开至剑阁，被姜维大军所阻，屡攻不克，后勤保障跟不上，粮食即将耗尽，十万大军困在狭长逼仄的谷道中进退失据，一筹莫展。邓艾赶到后，建议另辟蹊径，出奇兵穿越阴平险道经江油关直捣雒城（今四川广汉），然后出敌不意直扑成都。钟会先不同意，后又因别无良策而准许他冒险一试。
邓艾在军中遴选年轻精壮、勇敢敏捷的将士万余人（西晋史家袁准所估），带领他们穿越700里阴平险道，阴平道险峻异常，自古寥无人烟，根本没有现成的道路，很多地方需要逢山开路，遇水架桥。山高沟深，跋涉艰难，最险要之处要“攀木缘崖”才能过去，邓艾父子身先士卒，以毛毡裹住身躯，旋转而下，缓缓向前推进。就这样，这支轻装疾进的魏军突击队，竟然奇迹般地穿越700里无人阴平道，突然来到江油关下。
蜀军江油守将马邈见魏军犹如神兵天降，突然出现在关前，还以为魏军主力已经大举开至，乱了方寸，遂开关向邓艾投降。其实，当时邓艾虽然涉险出奇，偷渡阴平险道杀至江油关下，蜀汉除丢掉汉中外，其实并未遭受太大损失，姜维在剑阁关拖住了钟会的十余万灭蜀主力大军，孤军深入的冒险家邓艾兵力有限，西晋史家袁准估计最多也就一万人左右，应该是可信的。《三国志》虽未明确记载邓艾所率奇兵的人数，但却有下述记载：“四年秋，乃下诏使邓艾、诸葛绪各统诸军三万余人，艾趣甘松、沓中连缀维，绪趣武街、桥头绝维归路。会统十余万众，分从斜谷、骆谷入。”
由此可见，当时征西将军邓艾麾下所统之兵总共不过三万左右。穿越阴平道时，邓艾为了涉险出奇，在军中挑选壮士，把军中人员进行了大幅精简，随其入蜀的精锐突击队兵力在一万人左右大体是真实的。这一万精兵为了顺利通过阴平道，只能丢弃马匹和笨重的攻城器械，否则无法翻山越岭、穿越沟谷，因此这支敢死队虽凭借顽强意志成功穿越阴平险道，但他们的战斗力是大打折扣的。
在冷兵器时代，防守方若有城垣为依托，兵力少于进攻方也是可以的。而攻方若缺乏攻城器械，又无内应，要想攻破城池或险关，则至少要有多于守军数倍的兵力，否则想都别想。邓艾侥幸穿越阴平道，但战马一定带不过来，长于骑战的魏军与善于山地战的蜀军比也就不再占据优势，如果指挥得当，不但江油关能守住，接下来的雒城、绵竹、成都也都能守住，甚至极有可能瓮中捉鳖，将孤军深入、疲惫不堪的邓艾孤军一鼓聚歼都是大概率之事。
绵竹（今四川绵阳市）是拱卫成都的最后一座门户，邓艾率奇兵进攻江油时，守将马邈不战而降，邓艾未做停留，而是率部直扑涪县。刘禅得知后，派诸葛亮的儿子诸葛瞻（时任卫将军、平尚书事）和黄权（已降曹魏，妻儿留蜀）之子黄崇（任尚书郎）两位“勋臣子”率军驰援。《三国志》记载：“瞻督诸军至涪停住，前锋破，退还，住绵竹”。
诸葛瞻是诸葛亮的独苗（诸葛乔是抱养的，是哥哥诸葛瑾之子），和老爹一样为官清正，忠于蜀汉。但或许因为生活环境不同，缺乏历练，他没能继承诸葛亮的军事才能，甚至是个“不知兵”的军事外行。他率援军赶到涪县后，因为前锋被邓艾挫败，于是率大军退守绵竹。《三国志》记载：“权留蜀子崇，为尚书郎，随卫将军诸葛瞻拒邓艾。至涪县，瞻盘桓未进，崇屡劝瞻宜速行据险，无令敌得入平地。瞻犹与未纳，崇至于流涕。会艾长驱而前，瞻却战至绵竹，崇帅厉军士，期于必死，临陈见杀。”
诸葛瞻犹豫不进，没有及时抢占制高点等有利地形，死守涪城，前锋被击溃后他不做调整，又轻易退守绵竹。因邓艾没有退路，只能拼命前突，速度奇快，导致涪城、绵竹很快被他攻克，绵竹一失，身后便是一马平川的大平原，成都失去屏障，又无险可守，犹如门户洞开。
史载，绵竹之战进行得异常惨烈，诸葛瞻拒绝了邓艾高官厚禄的诱降，率军英勇抵抗，为了防止军士怯战逃跑，诸葛瞻下令挖坑埋住每位将士的双腿，虽然显示了必死的决心，但也影响了军队的发挥，在随后展开的激战中，邓艾军没有退路，只能奋力冲杀，大破蜀汉御林军，诸葛瞻、黄崇、张遵（张飞孙）临阵被杀，诸葛瞻侄子诸葛尚激愤不已，策马冲阵死于乱军中。 绵竹之役，数万（因史料记载有出入，具体人数不详，有七万、四万、三万之说）成都御林军（蜀都卫戍部队）全军覆没，消息传回成都，蜀汉朝野震恐不已，上下一片混乱。
因敌情不明，蜀汉君臣甚至误判魏军主力已经彻底摧毁蜀军防线。当时虽然邓艾孤军已经进入成都平原，但蜀军主力仍然完好无损，姜维的5万余精锐虽远在剑阁，但大可派张翼、廖化等以分兵来救，另外镇守永安的罗宪和镇守南中的霍弋正欲整军来援，成都只要坚守一段时间，援军就会源源开至，一举歼灭孤军冒进的邓艾残军应不是啥难事。
但由于前线情况不明，刘禅方寸大乱，加上诸葛亮、姜维穷兵黩武，常年战事不息，蜀汉民穷财尽，民心已失，蜀汉内部并不团结，荆州派、中州派、西蜀本土派貌合神离，内讧不止，大敌当前竟无人愿与蜀汉共存亡，此说有史为证：“蜀本谓敌不便至，不作城守调度，及闻艾已入阴平，百姓扰扰，皆进山野，不可禁制。”
由此可见，蜀汉常年征战，苛税沉重，又实行严刑峻法，早已失去了民心，百姓已经不愿为国出力、效命了。
刘禅本来就资质平庸，无谋无勇，听说邓艾兵临城下，早已六神无主，急忙召集群臣商议对策，有主张东下投奔盟友孙吴的，有主张南逃南中（今云南及缅北）的，光禄卿大夫谯周是个投降派，他对刘禅分析利害，力劝献成都降魏，刘禅采纳谯周意见，派侍中张绍捧着蜀汉玺绶出城向邓艾请降，又派人敕令姜维向钟会缴械投降。
当时姜维得知诸葛瞻败死绵竹的消息后，不知成都虚实，遂引军撤离剑阁，进入巴郡（四川巴县），钟会率大军尾追而至，到涪城后姜维接到了刘禅敕令，便率廖化、张翼、董厥一起至东道一起向钟会投降。蜀军官兵接到投降命令后，愤懑不已，都拔刀砍石，表示不满与愤怒。
景元四年（263年），立国42年的蜀汉（亦称季汉） 至此名实俱亡。
