Cuối năm 262, Tư Mã Chiêu quyết định điều quân đi đánh Thục Hán. Chung Hội được cử làm Trấn Tây tướng quân (鎮西將軍), đô đốc việc quân sự Quan Trung.

Sau một thời gian chuẩn bị, sang năm 263, đại quân Tào Ngụy khởi phát: Chung Hội mang hơn 10 vạn quân theo đường Tà Cốc, Lạc Cốc đánh vào Hán Trung, Đặng Ngải mang 3 vạn quân từ Địch Đạo tiến vào Cam Tùng, Đạp Trung; Gia Cát Tự mang 3 vạn quân từ Kỳ Sơn tiến vào đầu cầu Vũ Nhai, cắt đứt đường rút lui của Khương Duy.

Chung Hội lệnh cho Nha môn tướng quân Hứa Nghi (con danh tướng Hứa Chử) đi trước mở đường. Vì sau đó đại quân đi lên cầu có ngựa bị tụt móng xuống dưới, ông hạ lệnh chém Hứa Nghi vì làm đường không tốt. Mọi người thấy Hứa Nghi là con công thần cũng bị giết nên rất sợ, nhất loạt nghe theo mệnh lệnh[4]. Phía Thục Hán lệnh cho các cánh quân cố thủ không giao chiến, rút về Hán Trung và Lạc Thành cầm cự. Vì vậy các cánh quân Ngụy không gặp nhiều kháng cự, cùng tiến đến đánh Hán Trung.

Giám quân nước Thục là Vương Hàm giữ Lạc Thành và Hộ quân Tưởng Bân giữ Hán Thành mỗi người có 5000 quân[5]. Chung Hội lệnh cho Hộ quân Tuấn Khải, Tiền tướng quân Lý Phụ mỗi người mang 1 vạn quân đánh 2 thành, còn ông mang đại quân tiến đến ải Dương An. Sau khi cúng mộ Gia Cát Lượng, Chung Hội sai Hộ quân Hồ Liệt làm tiên phong đánh phá Quan Thành, đoạt được lương thảo trong kho.

Tướng Thục là Khương Duy đang đóng quân ở Đạp Trung, nghe tin quân Ngụy vào đánh bèn dẫn quân trở về Âm Bình tụ tập binh sĩ. Giữa đường Khương Duy qua Quan Thành, thấy thành thất thủ bèn chạy sang Bạch Thủy, cùng các tướng Trương Dực, Liêu Hóa trấn thủ Kiếm Các, giữ chân Chung Hội.

Chung Hội sai người phát văn kiện đi các thành dụ hàng, nhưng Khương Duy không nghe theo.

Đặng Ngải đuổi theo Khương Duy đến Âm Bình thì Khương Duy đã đi khỏi, bèn đi theo đường núi Âm Bình tiến đến Giang Du rồi tấn công Miên Trúc. Còn Gia Cát Tự vốn nhận lệnh chặn đường Khương Duy nhưng bị Khương Duy lừa thoát khỏi Khổng U Cốc về Kiếm Các, phải mang quân tới Bạch Thủy hội với Chung Hội. Chung Hội muốn đoạt binh quyền của Gia Cát Tự bèn dâng thư về triều, nói Tự chiến đấu nhút nhát. Tư Mã Chiêu tin lời ông, bèn sai người bắt Tự giam vào xe tù về Lạc Dương, toàn bộ binh mã dưới quyền Gia Cát Tự được giao cho Chung Hội.

Chung Hội đánh Kiếm Các nhiều ngày, Khương Duy điều quân chiếm giữ các nơi hiểm yếu, quân Ngụy không sao giành được ưu thế. Chung Hội giằng co mãi không hạ được, dẫn quân dần dần rút lui, chuẩn bị về Ngụy[5].

Lúc đó nghe tin Đặng Ngải đã hạ được thành Miên Trúc, tướng Thục là Gia Cát Chiêm tử trận. Đặng Ngải chuẩn bị mang quân đánh Lạc Thành, vào Thành Đô. Khương Duy vội lui binh về Ba quận cứu ứng. Chung Hội nhân đó bèn dẫn quân tới Bồi Thành, phái các tướng Hồ Liệt, Điền Tục và Bàng Hội (con Bàng Đức) đuổi theo truy kích Khương Duy.

Đặng Ngải đến gần Thành Đô, vua Thục Hán là Lưu Thiện ra hàng và lệnh cho Khương Duy hàng Ngụy. Khương Duy bèn đến huyện Thê thuộc quận Quảng Hán đầu hàng Chung Hội.

Chung Hội thu hàng Khương Duy, mặt khác dâng biểu về triều báo lại tình hình và khống chế sĩ tốt không cho nhiễu loạn nhân dân. Ông kết nghĩa thân thiết với Khương Duy. Tư Mã Chiêu nhân danh Tào Hoán phong Chung Hội làm Tư đồ, tước Huyện hầu (縣侯), tăng thực ấp lên 1 vạn hộ, cho hai con trai ông làm Đình hầu, mỗi người hưởng thực ấp 1000 hộ.