漢末軍閥混戰，趙雲受本郡推舉，率領義從加入白馬將軍公孫瓚。期間結識了漢室皇親劉備，但不久之後，趙雲因為兄長去世而離開。趙雲離開公孫瓚大約七年左右的時間，在鄴城與劉備相見，從此追隨劉備。 趙雲跟隨劉備將近三十年，先後參加過博望坡之戰、長阪坡之戰、江南平定戰，獨自指揮過入川之戰、漢水之戰、箕谷之戰，都取得了非常好的戰果。
除了四處征戰，趙雲還先後以偏將軍任桂陽太守，以留營司馬留守公安，以翊軍將軍督江州。 除此，趙雲於平定益州時引霍去病故事勸諫劉備將田宅歸還百姓，又於關羽張飛被害之後勸諫劉備不要伐吳。趙雲死後，劉禪又下令追諡趙雲，姜維以「柔賢慈惠曰順，執事有班曰平，克定禍亂曰平」追諡趙雲為順平侯。
初平二年（公元191年），趙雲受常山郡（時為常山王國，建安張山版趙雲十一年改為郡治。 ）百姓推舉，率領本郡義從吏兵投奔公孫瓚。公孫瓚對趙雲說：「聽說冀州的人都想要依附袁紹，怎麼唯獨你能迷途知返呢？」趙雲回答說：「天下大亂，不知道誰是明主，百姓有倒懸之危，鄙州經過商議討論，要追隨仁政所在，並不是因為我們個人疏遠袁紹而偏向於將軍您。」
趙雲自此隨公孫瓚四處征討。當時劉備亦依附在公孫瓚處，見趙雲，奇之，深加接納。 公孫瓚與袁紹交戰，派遣青州刺史田楷佔據山東附近的土地，袁紹亦派數萬大軍前來爭地，公孫瓚便上表將劉備提升為別部司馬，派劉備前去幫助田楷抵抗袁紹。趙雲隨劉備出征，為劉備掌管騎兵。後來，趙雲因為兄長去世，向公孫瓚請辭歸鄉，劉備知道趙雲此去便不會再回來，因此握著趙雲的手不捨得分別。趙雲向劉備辭別說：「終究不能做有違德操的事。」