后来部下有人劝说张鲁：马超连自己的族人都不顾，难道会顾忌自己的妻子吗？于是张鲁开始对马超心有怀疑，张鲁的部下也开始酝酿刺杀马超。马超走投无路，于是选择逃奔南下。而此时汉中之南的益州也是战火纷飞，刘备、诸葛亮、赵云、张飞包围成都，成都之主刘璋岌岌可危。于是马超无奈，给刘备写信，决定投靠刘备，帮助刘备攻击成都。
但是此时的马超已经不是当年的马超了，当年的马超拥兵数万，部下悍将众多。如今只剩下一个光杆司令，无兵无粮。但是刘备不计较这些，刘备此时需要的正是马超的名，而非马超的勇。因为刘备取成都是不义之举，能迫降成都是上策，攻城为下策。而此时马超来降，正好可以利用马超的威名来吓一吓成都的军民。于是刘备立马给马超增兵，在刘璋听到马超领兵到达城下时，立刻选择了投降。
因此，马超虽然来的最晚，但是作用却最大，在刘备左右为难，攻也不是、退也不是的时候，马超及时赶来，完美的解决了刘备的难题。马超归降刘备后地位很尴尬，自己本来是一方诸侯，如今却成为了刘备帐下一名将军，因此心生郁闷。再加上马超因为马家全族被曹操诛杀，日夜苦闷，又没有机会和实力返回关中报仇，于是心力憔悴，马超的身体状况开始变得越来越糟。
刘备对马超不错，迫降成都后封马超为平西将军。马超为了报答刘备之恩，在刘备与曹操的汉中争夺战中贡献了自己最后的力量，策动氐族雷定七部万余人响应刘备，加速了刘备夺取汉中的进程。刘备夺下汉中后，马超开始刻意的低调做人，一来吸取投降张鲁时的教训，因为锋芒太露而遭嫉恨，二来自己确实身体不如以前了。第三个原因就是尽管刘备对马超没有意见，但是刘备的手下张飞、关羽等人对马超有意见。
马超刚投降刘备时由于习惯使然，总是直呼刘备表字。张飞和关羽不忿，请求斩了马超。刘备从中劝解，说因为小事而斩马超会失信于天下。于是张飞和关羽从此以后以将军的身份侍立刘备左右，给马超做表率，也是提醒马超：同样是将军，我们视刘备为主上，你也应该这样。马超看到后立马明白，从此以后更加的低调从事。马超低调能低调到什么程度呢？低调到打小报告来保全自己。
蜀中大臣彭羕因为位居高官而变得飞扬跋扈，于是刘备贬他为汉阳太守，彭羕心中不服，临走时找到马超说：刘备这个老兵油子，如此做真是欺人太甚。你领兵在外，我策应在内，这样的话没有什么事情做不成的。马超听到后吓得一身冷汗，等到彭羕走后，立马向刘备密报了这件事情。最后彭羕被逮捕入狱，而马超虽然无事，但是瓜田李下，今天是彭羕，明天会是别人，因此马超更加的担心自己的处境。
