后来曹操打下荆州，给了黄忠个 “代理裨将军” 的头衔，让他还在原来的地方待着，归长沙太守韩玄管。等到刘备往南平定各个郡县，黄忠就归顺了刘备，跟着他进了蜀地。
从葭萌关接受任务开始，刘备回师攻打刘璋，黄忠在这期间表现得特别勇猛 —— 每次打仗他都第一个冲上敌阵，那股子勇劲在整个军队里没人能比。益州平定后，刘备封他为讨虏将军。
建安二十四年，黄忠在汉中定军山进攻夏侯渊。夏侯渊手下的兵都是精锐，可黄忠一点儿不怵，带着队伍往前冲，还不停地给士兵们鼓劲。当时战场上锣鼓声震得天地都响，士兵们的呐喊声把山谷都快震塌了，就这一战，黄忠斩杀了夏侯渊，夏侯渊的军队大败而逃。因为这功劳，他被升为征西将军。
也是这一年，刘备当了汉中王，想任命黄忠为后将军。诸葛亮劝刘备说：“黄忠的名气威望，向来没法和关羽、马超他们比。现在让他和这几位平起平坐，马超、张飞就在身边，亲眼见过他的战功，还好解释；关羽在远处听说了，恐怕肯定不乐意，要不还是算了吧？” 刘备说：“这事我来解决。” 最后还是让黄忠和关羽等人地位一样，还赐给他关内侯的爵位。
第二年，黄忠去世了，后来被追谥为刚侯。他的儿子黄叙死得早，没留下后代。