秦王既然决定出兵巴蜀，便先派人问函谷关消息，得回报说，韩国正在准备兵马，欲要攻取秦国。
秦王问张仪，张仪道：“韩国去岁被大王大败，斩首八万，士气末复，今虽然想要雪战败之耻，却力不能及，大王只需令一大将引军待之，便可败韩军。韩国不足为虑，只是六国合纵可忧，但诸侯集结军队需要时日，又有函谷关为险要，非数月不能攻取，只待三月之后，大王已经收取巴蜀，班师回朝，东方诸国必然退去。”
于是秦王便命大将樗里疾领军驻守函谷关，严阵以待，如韩军敢趁此机会攻秦，就出兵击之。
司马错统秦卒十万，与张仪、都尉墨一道入石牛道，出兵汉中南郑。
南郑此时已经是秦国之地，并与苴国相邻。
苴国与巴国联盟，共抗蜀、楚。今蜀王杜芦已发兵攻下了葭萌，苴侯逃往巴国，前番已经与巴国国君发书向秦求救。
秦军突然开进南郑，兵临剑阁，蜀王杜芦大怒，骂秦王道：“嬴驷安敢如此！欺人太甚！难道寡人不能与你相战吗？”
嬴驷即秦惠文王。蜀王不甚忿怒，于是征调集合成都兵马数万人，发往剑阁，欲与秦军决战。
秦军已经越过棋盘关，又拔下朝天驿，挥师剑门关，进入蜀国境内，发兵攻打。
蜀王率兵保守葭萌，在此相待秦军。
而秦军欲取下成都，得先取下葭萌。
司马错见蜀军数万军力屯于葭萌，便与张仪、都尉墨商议道：“我军远来，利在急战，今葭萌易守难攻，蜀军又有数万，以逸待劳，我军需得智取之。吾与张客卿率军正面攻打，都尉墨可率一支精兵绕道偷袭蜀军后方，蜀军必乱，吾再趁机击之，便能取胜。”
张仪道：“蜀主此时气势虚骄，意在与我军决战。将军之言是也，可率主力攻打葭萌，另遣精兵袭其后。我军兵力为蜀军两倍以上，都尉墨可率精兵万余绕道袭其后。趁此时我军兵锋正盛，将军率五万军猛攻葭萌，蜀军主力必将出战，吾再引三万军迅速出击，必能克敌。”
司马错道：“善！”与张仪不谋而合。便令都尉都尉墨领万余轻装精卒绕道翻山袭击蜀军后路，自领军五万为前部，开至葭萌关前，以五千人为一队，轮番猛烈攻打葭萌关口，张仪领军三万在后，以观战事情况再行进退。
蜀王杜芦见秦军五万兵马轮番发兵攻打甚急，大怒道：“秦军远道而来，安敢如此攻我！待我率军齐出，趁势歼灭贼军！”
蜀国太子与部将皆劝道：“秦军兵锋正盛，利在急战，大王若出，恐与我军不利。且待其气衰，攻势减弱，那时候再出击未迟。”
于是蜀王便暂时不出，紧守葭萌，然而司马错五千兵马为一队，十队轮流攻打，昼夜不停。如此攻打了一昼夜，仍然不减攻势。
又过了一日，司马错传令暂且歇军不攻，蜀军正在惊疑之间，忽然报秦军精兵万余人，已近从间道绕过葭萌，欲要突袭蜀军后方。
蜀王闻报大惊道：“若如此，吾不得不出战！”于是尽率葭萌蜀军主力数万人，出关攻击司马错。
司马错见蜀军倾巢而出，便传令后退，蜀王不胜忿怒，见秦军后退，于是率军追杀，数万蜀军排山倒海而来。
司马错见蜀军攻势甚猛，便引军后退数里，已经靠近张仪所领后军。
张仪已经得知战报，便麾军前来相助司马错，司马错便又指挥军马反杀过来，与蜀军交战。
两军数万人接住交战，十分激烈，正在难分难解之间，张仪率三万抄侧击蜀军，蜀军顿时便不能支。司马错率军猛击，八万秦军，将数万蜀军围住厮杀，大战良久，蜀军大败，死伤万余，被俘万余，蜀王杜芦引万余残兵，败逃奔回葭萌。
司马错与张仪继续率军猛攻，而都尉墨万余精卒，已经到达葭萌后方，趁机阻断蜀军退路，据住险要而阻截，蜀军两边受敌，又大败，杜若只好带领太子与千余麾下，绕道剑阁望成都而逃。
司马错与张仪率军攻下了葭萌，收聚降卒。见蜀王逃走，张仪道：“蜀主大势已去，已经是强弩之末，将军可派遣一支精兵追击，必能擒获蜀主。”
于是司马错又命都尉墨引三千精卒，尾随追击蜀王，追至蜀地阳武追上，于是攻击，蜀王千余残众，不能相敌，死伤数百，四散奔逃。蜀王急忙让太子扮作军士逃走。
都尉墨传令蜀王投降，杜芦不愿投降，犹作困兽之斗，都尉墨便令弓箭手射之，于是蜀王左右残部百余人皆战死，蜀王杜芦竟然被射死在乱军之中。
蜀王杜芦已经被秦军所杀，司马错与张仪闻知，大喜，张仪便对司马错道：“蜀主战死，蜀人便心中震恐，将军可率军长驱直入蜀地，成都便能弹指而定。”
司马错道：“善！”一面发书将战况报告秦王，一面率军越过葭萌关，夺取葭萌，随即便挥师成都。
而都尉墨又率军追击蜀王残部，竟然将蜀太子在阳武附近生擒。
蜀王杜芦兵败葭萌，身死阳武，太子被擒，秦军兵临城下，成都一片惊慌，蜀国大臣、太傅等人都力劝成都留守杜芦之弟降秦，杜若之弟不得已，于是具表降书，率蜀国成都群臣开城门投降秦军。
司马错与张仪率军受降，引军入成都，安定秩序，又具表飞报咸阳。
秦王闻知司马错两月时间不到，便灭蜀国，大喜，随即加封司马错为左庶长，张仪、
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