263年秋，魏國興兵征伐西蜀。魏國分兵兩路，鄧艾率軍牽製在邊境的蜀軍統帥薑維，使其不能回救；鎮西將軍鍾會率領魏主力取道斜穀、駱穀，奪取劍閣，進攻成都。薑維得知鍾會率軍進入蜀國，巧計騙過了攔阻回路的魏雍州刺史諸葛緒，引兵向東，把鍾會的大軍攔在劍閣之外。薑維扼守劍閣，鍾會多日攻打不下。
形勢發生了變化，鍾會的大軍已不能完成主攻的任務。鄧艾麵對這種形勢，認為應該調整部署，改用鍾會牽製薑維，自己率軍突襲蜀國。他上疏說：“現請由我率兵出陰平，走百裏無人之野地，經漢德陽亭進軍涪陵。涪陵在劍閣以西百裏，距成都僅三百餘裏，是敵國的腹地中心。我以奇兵襲擊涪陵，薑維必然回兵相救。這樣，鍾會便可乘虛取劍閣，與我兩路同時進兵。假使薑維不回兵，則涪陵的防禦便減弱，敵國的中心便空虛。如此，我以奇兵出其不意，攻其不備，破滅西蜀便是自然之事。”
十月，鄧艾率領精銳士卒一萬人自陰平出兵，行於巔崖峻穀之中，逢山開路，遇水搭橋，二十餘日行程七百餘裏，皆是無人之地。在摩天嶺，鄧艾以氈裹身滾下去，有的將士效仿鄧艾之法，照樣滾下去，有的將士以繩索束腰，攀木掛樹，魚貫而進。鄧艾的軍隊在荒無人煙的野嶺連續行軍七百餘裏，竟然沒有遇上一個蜀兵。鄧艾如天兵降臨江油城，蜀軍江油城守將馬邈投降。從江油再往前就是通往成都的大路，隻有涪陵、綿竹兩個關口了。涪陵由諸葛亮的兒子蜀衛將軍諸葛瞻引兵據守。
雙方交戰，蜀兵敗退，諸葛瞻聚兵綿竹防禦。鄧艾乘勢進逼綿竹，並寫信勸諸葛瞻投降。諸葛瞻怒斬來使，領兵再戰。這一仗，是蜀漢軍隊進行的最後一場悲壯的抵抗。諸葛瞻和他的兒子諸葛尚都戰死於沙場。鄧艾終於打下了綿竹，大軍直指成都。綿竹失守，成都以外已無重防可憑，蜀帝劉禪驚慌失措，納奉皇帝印綬，至鄧艾軍中投降。雄踞西蜀四十餘年之久的劉氏政權，在鄧艾的奇兵突襲之下，宣告崩潰。而在劍閣抵禦鍾會的薑維，當他得知鄧艾越過七百裏大山，攻下江油、涪陵、綿竹的消息，就顧不上鍾會，馬上和廖化、張翼南下救援成都，正迎上太仆蔣顯，蔣顯奉上後主命他投降鍾會的詔書。
鄧艾在形勢發生變化、於己不利的情況下，隨機應變，以患為利，以迂為直，雖然是曆盡艱辛萬苦，但卻避開了薑維的主力部隊，出奇兵攻下江油、涪陵、綿竹，迫使劉禪投降，平定了蜀地。