演义中的“桃园结义”桥段是作者根据民间传说，配合小说情节内容所需而编造出来的。在《三国演义》成书之前，刘、关、张桃园结义的故事在民间就已经流传很久了。
宋元时期成形
至迟在宋代，民间就开始流传“桃园三结义”的故事，宋末元初赫经在《重建庙记》中就有“初，王（关羽）及车骑将军飞（张飞）与昭烈（刘备）为友，约为兄弟”的说法。到了元代，该故事越来越完备，并且出现了不同的版本。下面举两个有代表性的版本。
元杂剧《刘关张桃园三结义》中对该故事是这样描述的：
蒲州州尹臧一鬼欲谋自立，请关羽为帅。关羽杀死此人，随后逃往涿州范阳。此时张飞正在当地开肉店。这天，张飞外出，故意在店前用千斤巨石压住一把刀，告诉伙计，如果有人能从巨石下取出刀，就将肉送给他，分文不取，并让伙计记住他的住处。不久，关羽路过此店，听说此事，轻松地搬开巨石，从石下取出刀，却拒绝要肉。张飞回店后得知消息，专门去到关羽入住的客店相访，并拜关羽为兄长。二人后来又遇到刘备，二人见刘备长相非凡，便邀其一起喝酒。刘备大醉而卧，只见有赤链蛇钻进刘备七窍之中，关羽觉得“此人之福，将来必贵”，于是又共拜刘备为兄长。三人在城外桃园杀牛宰马，祭告天地，并立誓“不求同日而生，只求同日而死”。
元代《三国志平话》中的“桃园三结义”描写得更为真实：
关羽是平阳蒲州解良人，生得神眉凤目，虬髯，面如紫玉，身长九尺二寸，喜看《春秋》《左传》，每每看到乱臣贼子，就心生怒气。后来，因本县官员贪财好贿，残害黎民，关羽一气之下将县令杀了，而后亡命逃遁，跑到涿郡。
涿郡有一本地人，姓张名飞，身长九尺余，声若巨钟，是当地大富人家。这天，他正站在自家门前，恰逢关公走过。张飞见这个汉子生得状貌非俗，于是向前施礼问候。关公便把自己的事告诉了张飞，听了关公一席话，张飞觉得关公有大丈夫之志，于是邀其到酒店共叙。二人把盏相欢，言语相投，好像老朋友一样。
这时，恰逢刘备在街上卖草鞋，卖完后也来酒店中买酒吃。关、张二人见刘备生得状貌非俗，有说不尽的福气。于是，关公向刘备敬一杯酒，这刘备也不客气，一饮而尽。聊了几句之后，三人干脆坐在一个桌子上了。喝了一会儿，张飞说此处说话不方便，请刘、关二人去他家中一叙。在张飞家的后桃园内，三人在亭内摆酒畅饮。席间，三人各序年甲：刘备最长，关公为次，张飞最小。于是，三人结为兄弟，大者为兄，小者为弟，又宰白马祭天，杀乌牛祭地。不求同日生，只愿同日死，三人同行同坐同眠，誓为兄弟。
《三国演义》中达到顶峰
毫无疑问，是《三国演义》把桃园结义这个故事发扬光大，并推上了道德的最高峰。时间进入明代，桃园结义的故事在民间已经流传甚久，且版本众多。罗贯中将历代的“结义故事”去粗留精，删除了一些荒诞的成分，写出了“桃园三结义”的经典版本。在《三国演义》中，刘、关、张三人在国难当头，欲投军破贼、保国安民、共举大事这个目标一致的大前提下结为兄弟。这样一来，故事的立意较其他版本要高，朋友关系也拔高了一截。再加上，《三国演义》本身是一部伟大的作品，它的背景是真实的，因此，“桃园结义”也更加令人信服了。
民间为什么津津乐道
在以《三国志》为主的正史中，曹操其实是一个具有雄才大略的英雄人物。以刘备为首的刘、关、张、诸葛亮等也并不是正义、忠义的化身，而仅仅是当时三方政权割据中的一方而已。但在其后的几个朝代中，这两方的形象发生了戏剧性的逆转，曹操逐渐变成了奸雄，刘备一方成了正义的化身，尤其是关羽和诸葛亮更是被逐渐神化，被赋予了和皇帝平级甚至高于皇帝的地位。直至今日，我国各地的关帝庙有几千座，比孔庙还多。这个戏剧化的逆转主要是在唐、宋时期发生的，南宋时期是主要的转折点。
北宋末年，在经历了“靖康之耻”后，北宋政权被金兵所灭，其残余势力无力抗战，偏安一隅，在临安（杭州）建立了首都。当时，南宋人对占据北方的金人恨之入骨。在三国时代，曹操的魏国占据的就是北方，蜀国和吴国占据的是南方，因此，在南宋时期，凡是提及三国故事时，曹操就成了人们的假想敌。无能的**和无辜的人民都一致把对金人的痛恨转移到了曹操身上。因此人们也就更加拔高刘、关、张的正义的形象。
另外，中国人向来推崇忠义、道义思想，而刘、关、张三人的故事正好满足了这个心理需求。加之，中国历史上向来把刘备作为正统的汉室宗族，曹操则被看作是篡权的奸雄，所以，人们也愿意让刘备有两个武功高强，赤胆忠心的兄弟。而《三国演义》明显是支持刘备而贬低曹操的。
知道了这个历史背景，在《三国演义》中出现刘、关、张结义也就不足为奇了。