示出其杰出的才华。」诸葛亮亦加以推荐，使刘备再任用他，任治中从事。其待遇与诸葛亮差不多，后同升为军师中郎将。历史小说《三国演义》第五十七回描述庞统任耒阳县令，张飞去监视期间，庞统就将百余日所累积的公务全按部处理。这事件的蓝本就是在《三国志·蜀志十一·杨洪传》裴注引陈寿另一着作《益部耆旧传杂记》里的何祗。
经学思谋.之后跟随刘备进入川蜀，并提出直接杀害刘璋，大军征伐川蜀方案，但刘备不从。后来刘备与刘璋决裂，庞统再提出上、中、下三策取蜀：更认为：「若是还沈吟不做行动，大军即将受困