Năm 208, Tào Tháo sau khi tiêu diệt họ Viên làm chủ miền bắc, phát đại quân tấn công Kinh châu. Con Lưu Biểu (mới mất) là Lưu Tông đầu hàng. Lưu Bị không chống nổi Tào Tháo, mang dân vượt sông. Tào Tháo mang quân thiết kỵ truy kích, đuổi kịp Lưu Bị ở Đương Dương Tràng Bản[12].

Lưu Bị không kịp chống đỡ, bỏ cả gia quyến chạy, quân bị thua tan tác. Trương Phi theo lệnh Lưu Bị mang 20 kỵ binh đi chặn hậu, ngăn cản quân Tào. Ông đợi Lưu Bị cùng những người đi kịp sang sông rồi đứng lên chặn ở đầu cầu Tràng Bản.

Quân Tào truy kích đuổi đến nơi. Một mình Trương Phi hùng dũng đứng trên cầu cầm xà mâu, không ai trong quân Tào dám tiến lên giao phong[13]. Nhờ đó Lưu Bị cùng các thủ hạ chạy thoát.

Tam Quốc diễn nghĩa kể rằng Trương Phi râu hùm dựng ngược, mắt trợn tròn, tay cầm xà mâu, cưỡi ngựa đứng trên cầu Tràng Bản, các tướng Tào thấy vậy không ai dám giao chiến. Khi Tào Tháo đến, ông liền hét lớn "Ta là Trương Dực Đức người nước Yên! Ai dám cùng ta quyết trận tử chiến". Tiếng hét của ông to như sấm, quân Tào nghe thấy run sợ. Bộ tướng Hạ Hầu Kiệt hoảng sợ đến mức vỡ mật chết. Tào Tháo cũng giật mình, hoảng sợ liền phóng ngựa chạy, quân Tào vì thế mà lui.

Sau trận Xích Bích, Trương Phi giúp Lưu Bị chinh chiến giành quyền kiểm soát phần lớn Kinh châu. Lưu Bị cắt mấy huyện thuộc Nam quận ra thành lập quận Nghi Đô, phong Trương Phi làm Chinh lỗ tướng quân, Thái thú Nghi Đô[14].

Năm 211, Lưu Bị mang quân vào đánh Ích châu của Lưu Chương. Trương Phi cùng Quan Vũ, Triệu Vân và Gia Cát Lượng trấn giữ Kinh châu.

Tôn Quyền nghe tin Lưu Bị đi vắng, bèn phái một đội thuyền đến Kinh châu đón em gái về. Tôn phu nhân (hay Tôn Thượng Hương) muốn mang theo con Lưu Bị là Lưu Thiện lúc đó mới 7 tuổi, về theo. Trương Phi và Triệu Vân nghe tin, vội mang quân ra chặn sông, khuyên Tôn phu nhân ở lại nhưng bà không nghe. Hai tướng đành để Tôn phu nhân đi, nhưng buộc bà để lại A Đẩu.