後來趙雲因為哥哥的死，從公孫瓚那裏辭職回家了。劉備知道趙雲再也不會回來了，就握著趙雲的手，不舍得。趙雲感動，向劉備告別:“我絕不會辜負妳的好意。”
公元200年，建安五年，劉備在徐州被曹操擊敗後，依附袁紹。趙雲去鄴城見劉備，兩人睡在壹起。劉備密派趙雲招募數百將士，聲稱是左將軍劉備的三部曲，袁紹對此並不知情。趙雲成了劉備的部下。
201，建安六年，劉備在汝南被曹操驅趕，到荊州投奔劉表，趙雲跟隨。
公元202年，建安七年，劉表命令劉備入侵宛城東北的葉縣。曹操派夏侯惇、宇金拒絕劉備，劉備設下埋伏，燒毀戰車逃跑，最終打敗曹禺。敵軍將領夏侯蘭在戰鬥中被趙雲活捉。他是趙雲的同鄉，從小就認識。趙雲請求劉備放他壹條生路，因為他懂法律，所以被推薦為軍頭。
趙雲不需要靠近自己。像這樣謹慎周到的事情還有很多。
建安十三年，公元208年，劉聰投降曹，劉備南逃到江陵。曹操親自率領五千虎豹騎，日夜兼程三百裏，終於在當陽長薩坎追到了劉備。這時，情況非常危急。劉備拋下妻兒，帶著張飛、諸葛亮等數十騎南逃。當時，有人說趙已經投靠了曹操。劉備聽了，把戟擲向申訴人，說:“子龍不會離開我的。”不久，趙雲擁抱了劉備的小兒子，保護了劉備的妻子甘夫人。三人都平安回到了劉備身邊。戰後，劉備任命趙雲為將軍衙門。
赤壁之戰後，趙雲跟隨劉備平定荊州四郡。劉備任命趙雲為偏將軍，接替投降的趙範，兼任貴陽府尹。趙凡有壹個寡居的嫂子叫樊氏，很有民族色彩。趙凡想把她許配給趙雲。但趙雲婉言謝絕，說:“我們同姓，妳嫂子跟我嫂子壹樣。”堅決不服。當時勸趙雲收了她。他不同意，答道:“趙範是被迫投降的，人心難測，何況天下女子眾多。”後來趙凡真的逃脫了，而趙雲並沒有參與其中。
建安十六年(公元211)，劉備進入益州，留下諸葛亮、關羽等人鎮守荊州，任命趙雲為司馬。這時，劉備的孫子，也就是孫權的妻子，放縱了她的囂張氣焰，允許她從吳國帶來的官員、侍衛做違法的事情。劉備把趙雲當成了壹個認真穩重的人，壹定會好好整頓。因此，趙雲被任命負責內部事務。
(孫權聽說劉備西征益州，派大批船只接孫夫人回去。她想帶壹起去吳。幸運的是，趙雲和張飛帶領部隊在長江上攔截了吳棟艦隊，並成功奪回了劉禪。《穆後傳》所引《漢書·晉書·春秋》只說諸葛亮命令趙雲攔住孫夫人，歡迎她回，沒有提到張飛。
不過，恐怕與《雲傳奇》和《漢晉春秋》中描述的故事無關，也可能是和孫夫人壹起截取的。只是因為《穆皇後與華陽國誌傳》明確指出孫夫人是在劉備破成都定益州之後，也就是建安十九年還吳的，這就意味著諸葛亮、張飛、趙雲已經不在荊州了。所以，即使佟健引用了《雲別傳》的這段話，也不代表這是事實。就因為佟健還引用了《襄陽紀》中“南方不敢回去”這樣壹句錯誤的、非歷史的話，諸葛梁軍退出後不久，南方又發生了壹次叛亂，緊接著是劉周、邢谷東。)
公元214年，建安十九年，劉備與劉璋於兩年前從進攻劉璋，包圍劉，跟隨羅城壹年多，最後召集諸葛亮等人來蜀支援。諸葛亮從江西率領趙雲、張飛平定諸郡。攻克江州後，諸葛亮從外水派趙雲，攻取江陽縣、犍為縣，會師成都。
劉備攻陷成都後，以趙雲為夷軍大將。有人主張把成都的房子和城外的桑園分給將軍。趙雲反駁道:“霍去病曾經說過，匈奴沒有滅絕，所以有家沒用。現在匈奴這樣的國賊不止壹個，還沒到安定下來的時候。等到天下定下來，再讓大家回到家鄉耕田，才是最好的決定。宜州人民，剛受戰亂之苦，現在應把田產還給他們，先讓他們安居樂業，再令他們服兵役，調物資，以得宜州民心。”劉備立即采納了趙雲的建議。
建安二十四年，公元219年，漢中之戰，黃在定軍山伐夏，於是曹操率軍爭漢中，先運軍糧到北山，大米數千萬袋。黃忠以為自己可以查封這些店鋪，但是黃還是過了約定的時間沒有回來。趙雲帶領數十人騎馬出營，查看黃忠的情況。就在曹操大軍進攻的時候，趙雲先為曹軍先鋒進攻，剛與敵軍交戰，曹操大軍已到，氣勢逼人。趙雲突襲曹駿陣，且戰且退。曹駿四分五裂，趙雲突圍，退入蜀軍大營。此時，張著受傷，趙雲趕來營救張著，將他帶回營中。
君在營後追趕，江陽郡守張儀(當時漢中郡不在劉備控制之下，劉備營不大可能讓張儀做漢中綿陽郡的縣令，所以綿陽應該是江陽)在守營。曹操的軍隊被殺，他想關門，不肯守。趙雲入營後，下令將營門大開，然後杜絕自己的軍隊。君見此情景，懷疑趙雲中了埋伏，便向後退去。這時，趙雲下令擊鼓，鼓聲震耳欲聾，軍士用弩射死了曹駿。曹駿嚇壞了，許多人掉進漢江淹死了。第二天，劉備親自來到趙雲軍營視察昨天的戰鬥地點，並欽佩地說:“子龍是勇敢的！”他們設宴慶祝至黃昏，軍中稱趙雲為“從從將軍”。
公元221年，蜀漢王朝的始祖彰武元年，去年，孫權攻打並殺死了關羽。已經稱帝的劉備想征孫權東進，為孫權奪取荊州、殺死關羽報仇。趙雲諫曰:“奸臣是曹操，非孫權。魏國滅亡後，吳自然會臣服。雖然曹操已經被殺，但是他的兒子曹丕篡奪了皇位，他應該趁此民憤，先攻占關中，占據黃河上遊和渭水來對抗叛軍，然後關東右派就會騎著糧草去迎接王師。不要打魏，先打。而且與吳的戰爭壹旦開始，就不容易停止了。”但劉備不聽勸告，執意討伐，留下趙雲為江州統帥。
公元222年，彰武二年，劉備討伐被孝廷為魯迅所敗，劉備從秭歸逃回永安，趙雲進軍永安，吳軍已經撤退。
公元223年，建興元年，趙雲被任命為護軍征南將軍，任命為永昌亭長。不久，趙雲搬到了將軍鎮東。
建興五年，公元227年，諸葛亮進駐漢中。
公元228年，建興六年，諸葛亮第壹次北伐，聲稱要派兵從顧頡路取糧，令趙雲、鄧騭為疑兵，占領吉居谷，魏將軍曹振率領大軍前去阻止。諸葛亮令趙雲、鄧騭攔住葉臻的軍隊，率領主力攻打祁山。馬謖在街亭被張合滅了，趙雲和鄧騭因為兵力弱，敵人強，被吉谷打敗了，但是趙雲馬上集結兵力堅守，沒有造成大的損失。退兵時燒壞了赤崖以北的亭路。北伐以失敗告終，諸葛亮被貶為三品，趙雲也被貶為鎮軍將軍。
諸葛亮問:“街亭退兵時，我軍壹片混亂；澀谷的撤退和離開部隊時壹樣整齊。為什麽？”鄧騭答道:“趙雲親自斷交，所以軍資未失，人員編制齊整。”當時趙雲軍中還有剩余的絲布，諸葛亮下令分發給士兵。趙雲曰:“我軍大敗，焉能有賞？請將這些物資全部放入紅岸金庫，在十月的寒冬送給戰士們。”諸葛亮對趙雲的品行評價很高。
公元229年，建興七年，趙雲病死。
景堯四年261年，姜維將軍等人認為趙雲在跟隨始皇帝、治理天下、遵守法度、成績顯著等方面做出了顯著的貢獻和成績。當陽之戰，忠石，忠衛，敬賞，恭底，忘死。逝者知之足以不朽；活著的人對死亡心存感激。按謚法，溫良恭儉讓，執事有綱有類，禍事有定。趙雲的謚號應為順平侯。結果，追他為順平侯。
劉備在世的時候，只有法正被封；由於諸葛亮的功績、蔣琬和費祎對荷蘭的重要性，劉禪被追封。陳得寵才得了特別獎，從魏入蜀才得了謚號。後來趙雲、關羽、張飛、馬超、龐統、黃忠被追悼，被當時的人們視為光榮。