刘备入川时，魏延因数有战功被任命为牙门将军。建安二十四年，刘备于沔阳自称汉中王，并定治所于成都，于是当留大将以镇汉中，当时大多数人的意见都认为张飞应当担任汉中太守，张飞也觉得这个位置非自己莫属，但是刘备却意外地提拔魏延为汉中都督、汉中太守，并将魏延从牙门将军升为镇远将军。全军上下听闻此事一片震惊，多有议论。刘备也学他老祖宗刘邦为韩信立威那般，替魏延撑场面。一日，刘备大会群臣，问魏延：“现在我把重任交给你了，你有什么想法？”魏延雄声答道：“如果曹操举倾国之力前来，我请求为大王挡住他，如果是一偏将率十万大军前来，我请求为大王吞并了他。”刘备听后感到十分满意，群臣也为魏延这番话而称赞其雄豪。
魏延也不是嘴上功夫，他镇守汉中十余年，汉中固若金汤，没放入一支敌军进入自己的防区。接任者王平完全按照魏延的既定方针办，也以少胜多，大败曹爽率领的十余万魏军。
诸葛亮首次北伐，魏延提出“子午谷奇谋”、奇袭长安的战略，具体是：由魏延率一万精兵从小路子午谷偷袭进发，出其不意到达长安城下，并趁混乱攻下长安；诸葛亮亲率大军走祁山大路，两军会师潼关，则关中地区尽归蜀汉。诸葛亮认为此计太过凶险，因此没有采纳他的意见。
