Còn lúc bấy giờ, khi vừa chiến thắng xong Thủy Tinh hiệp đầu thì cũng vừa lúc hay tin Thục Phán điểm binh mã sang đánh Văn Lang. Thục phán hiện đang là vị vua trẻ tuổi, dũng mãnh can trường và đầy duệ khí. Nhưng đấy cũng là một người nông nổi, sau này sẽ để mất nước về tay Triệu Đà ø … Khi quân của Thục Phán rầm rầm tiến đến Phong Châu, vua Hùng phải tức tốc triệu hội Sơn Tinh về Kinh, giao cho cầm quân chống Thục. Mặt khác, nhà vua cũng cho sứ giả đi khắp nước, truyền lệnh tòng quân. Chỉ trong vòng một tuần, số quân lính đã đông tới hàng vạn. Các bè bạn cũ và anh em kết nghĩa của Sơn Tinh cũng có mặt. Sơn Tinh giao cho Cao Sơn, Quí Minh hai người anh em kết nghĩa tài ba nhất, chỉ huy đạo quân tiên phong, còn tự mình đi thống lĩnh trung quân. Các tướng: Bảo Công chỉ huy tả quân, Trần Khánh chỉ huy hữu quân, tỏa ra hai gọng kiềm, còn các tướng khác, vốn là họ hàng con cháu vua Hùng, như Lang Bút, Lang Mao, Lang Lôi … được giao cài chông, đặt bẫy phục kích quân Thục.
Khi quân của Thục Phán tiến vào Phong Châu thì thế trận của Sơn Tinh cũng bày đặt xong. Ý định của Sơn Tinh là đánh cho Thục Phán một trận thua nhớ đời, không còn bao giờ dám đem quân tới xâm lấn nữa. Vì vậy, chàng đã không mở sách ước và gậy thần ra, bởi vì nếu không, Thục Phán và quan quân đã bị tiêu diệt hoàn toàn rồi.
Tuy vậy, trận chiến đấu giữa hai bên vẫn cứ diễn ra vô cùng dữ dội. Lúc đầu, quân Thục chạm trán với đạo quân tiên phong của Cao Sơn, Quí Minh đã bị tổn thất khá lớn. Về sau, khi gặp trung quân của Sơn Tinh thì hoàn toàn bị núng thế, Thục Phán phải vừa đánh vừa rút lui. Sau một hồi, các cánh quân khác của Sơn Tinh cũng đồng thời ập tới bao vây.Thế là quân Thục Phán đại bại, Thục Phán phải mở đường máu mới khỏi bị bắt làm tù binh. Quân Sơn Tinh tiếp tục truy đuổi. Tuy không bắt được Thục Phán nhưng cũng bắt được hai tướng là Hùng Nỗ và Đà Gia, sau khi đuổi vào đến tận làng Hội Thống (thuộc Nghi Xuân Hà Tĩnh ngày nay).
Cuộc chiến tranh Hùng Thục chấm dứt, Thục Phán phải cầu hòa, từ đấy vĩnh viễn từ bỏ ý đồ xâm lược. Sơn Tinh được vua Hùng hết sức quý mến, rồi nhà vua quyết định nhường ngôi cho chàng, vì cảm thấy mình đã già yếu. Từ chối mãi không được, cuối cùng Sơn Tinh đành phải nhận lời …
Sau khi lên ngôi trị vì đất nước, Sơn Tinh hết lòng chăm lo đến đời sống của dân chúng. Tuy nhiên, do bận nhiều công việc triều đình, nên chàng cũng không trực tiếp đến được nhiều nơi. Rồi lại còn phải lo chống những toán giặc nhỏ hay sách nhiễu ở các vùng biên giới, như giặc Hồ Xương, giặc Hồ Tôn, giặc Man và giặc mũi đỏ. Dưới thời chàng trị vì, đất nước luôn được thái bình và như thế, kéo dài suốt ba năm …
Vốn bản tính không thích làm vua mà chỉ muốn sống cuộc đời dân giã, nên khi nghe trong đám Lạc hầu Lạc tướng dòng dõi các vua Hùng, có người dị nghị, cho rằng chàng không phải Hoàng tộc mà cũng được làm vua, thì chàng hoàn toàn tự ái, một mực đòi trả lại ngôi báu cho vua Hùng thứ mười tám.
Không thuyết phục được Sơn Tinh nên nhà vua lại đành phải vời các triều thần đến để thương nghị. Sau khi bàn soạn kỹ lưỡng, mọi người cho rằng nên nhường ngôi cho Thục Phán là hơn. Thục Phán tuy có ngông ngạo gây chiến, nhưng dù sao cũng là cháu chắt của các vua Hùng và nay cũng đã biết hối lỗi rồi.
Sau khi nhường ngôi báu cho Thục Phán, Sơn Tinh cùng Mỵ Nương lại trở về vùng núi Ngọc Tản. Vua Hùng thỉnh thoảng cũng về đấy ở với con rể và con gái. Còn Thục Phán sát nhập hai nước Thục và Văn Lang thành nước Âu Lạc, rồi xưng An Dương Vương. An Dương Vương lúc đầu xây dựng cung miếu ở vùng núi Nghĩa Lĩnh (Vĩnh Phú), sau đó một thời gian mới chuyển xuống Loa Thành (Đông Anh, Hà Nội). Để ghi nhớ sự kiện Sơn Tinh nhường ngôi cho mình, và cũng để tỏ lòng biết ơn, An Dương Vương cho lập ở Nghĩa Lĩnh một cột đá thờ rất lớn, rồi tới các ngày tuần tiết, đều tự đến đây thắp đèn hương dâng lễ vật và đọc lời thề nguyện. Sau khi nhường ngôi, Sơn Tinh cùng Mỵ Nương trở lại vùng núi Tản, lúc ấy họ còn rất trẻ. Vừa lo xây dựng kinh tế và chăm sóc đời sống của các thành viên trong trang trại, Sơn Tinh vẫn còn nhiều thời gian để đi thăm thú các vùng xung quanh. Đi đến đâu chàng cũng mang những điều hiểu biết của mình, do thu thập được ngay từ hồi trai trẻ chưa lấy vợ, để chỉ bảo cho dân chúng.
Đến vùng Cẩm Đái (huyện Ba Vì) chàng rất ngạc nhiên thấy mọi người ở đây vẫn còn chưa biết cách lấy lửa, do vậy vẫn đang phải sống trong cảnh tối tăm. Sơn Tinh cho gọi tất cả các cụ già thổ dân lại, rồi bày cho họ cách lấy lửa như thế nào.
Trước các cặp mắt sững sờ và đầy thán phục của các cụ, chàng làm các động tác thật chuẩn xác và điêu luyện, khiến cho từ đấy mọi người cứ một mực gọi chàng là thần và thưa bẩm thật là cung kính. Sự thực thì những động tác này cũng khá đơn giản và ai học xong cũng đều có thể làm ngay được.
Trước hết, cần có một đống bùi nhùi khô và hai ống nứa hay hai ống giang già cũng thực khô. Đặt hai ống vào giữa đống bùi nhùi rồi kéo nhanh chúng cọ xát vào nhau vài lần, thế là thành lửa!
Đến vùng rừng Mãng (nay là xã Sơn Đông, Ba Vì) Sơn Tinh thấy đám đông thợ săn đang chạy theo một con thú. Người ném đá người phóng lao, rồi reo hò vây đuổi mà cũng không bắt được nó. Con thú chạy nhanh quá. Chàng gọi mọi người lại, bày cho họ cách làm hầm đặt chông rồi ngụy trang ở trên hoặc gài bẫy để bắt các loại thú lớn. Đối với thú nhỏ hoặc gà rừng, công phượng … thì cũng gài bẫy đặt mồi hoặc căng lưới để bủa vây mà bắt khi chúng bị sa lưới.