益州轄漢中、巴郡、廣漢、蜀郡、犍為、越巂、牂牁、益州八郡三屬國九十八縣，是漢朝十三州中地域最大的州。
劉焉是恢復州牧制度，益州的第一任州牧。
恢復州牧制度之前，漢朝的行政級別分別是縣、郡、朝廷三級，州刺史為監察地方，實權不及郡守，劉焉為私慾建議朝廷恢復州牧制度，並自告奮勇去最偏遠的交州任州牧，因私下裡聽說益州有天子氣，遂申請改去益州任州牧。
時任益州刺史卻儉是買官上位，因為無才無德昏庸無能，致使蜀中民不聊生盜賊橫行。
劉焉赴任的途中，南陽人馬相在綿竹起兵，他聚集了數萬人馬攻破雒城，殺死益州刺史卻儉自立天子。
馬相雖然聲勢浩大但能力欠奉，被益州從事賈龍、犍為太守任岐用幾千人消滅，隨後兩人迎劉焉入主益州。
劉焉為西漢宗室之後，他隻身來到益州無兵也無權，只能依靠益州本地豪強的支援，快速穩定住局面，但他本人有野心不甘為豪強操控，對非益州出身之人也格外優待。
後來中原大亂，南陽和關中數萬流民進入益州，劉焉將其收編為東州軍，成為自己掌控的力量。
除此之外，劉焉還收編割據周邊的小勢力，其中就有擁有大量信徒，在鵠鳴山傳道的張魯。
漢末民生困苦，以傳教蠱惑人心的賊寇趁勢而起，其中有中原宣傳太平道的張角，關中宣揚隱身法的駱耀，以及益州宣傳五斗米教的張魯等。
張魯被劉焉拜為督義司馬，其母盧氏生得貌若天人，雖然年齡偏大但形如少婦、風韻卓著、會妖術，盧氏經常出入劉焉家中，張魯就這樣成了劉焉的心腹愛將。
益州南邊蠻族與北邊漢中均不服管轄，劉焉派遣張魯率兵北上，與漢中同為五斗米教的張修，合力擊殺了漢中太守蘇固，隨後張魯與張修教派火併，擊殺併兼並對方的教徒和部眾。
張魯佔據漢中後，他截斷棧道斬殺朝廷使者，儼然成了益州北部的割據勢力。
因為母親盧氏的原因，劉焉默許了張魯的行為，張魯暗地裡繼續接受劉焉的指揮。
初平元年群雄開始討伐董卓，劉焉以道路阻斷為由拒絕出兵，反而對威脅自身權利的益州本地豪強開始清理，這為繼任者劉璋埋下隱患。
興平元年劉焉背疽發作病故，繼任的本應該是三子劉瑁，司馬趙韙等人認為四子劉璋更易掌控，於是推舉劉璋為益州刺史。
劉璋為人懦弱多疑，此前劉焉用‘東州兵’壓制益州豪族，在他執政時期兩邊和稀泥，可兩邊都沒籠絡住，隨後擠壓已久的矛盾全面爆發，益州多地爆發叛亂，漢中張魯也在此時不遵劉璋號令。
劉璋怒殺盧氏與張魯之弟，張魯率領巴地夷人首領杜濩、樸胡、袁約等人反叛，劉璋遂派龐羲攻打進攻漢中但屢戰屢敗，考慮到張魯的部曲多在巴西，劉璋任命龐羲為巴郡太守屯兵閬中。
此時的益州，近有張魯扣關之患，遠有曹操威嚇之嫌，內有益州士族反抗，外有東州人邀功自重。
在這種複雜的情況下，經過別駕張松極力舉薦，劉璋把劉備當作救命稻草，派遣法正去江陵迎劉備入川。
根據諸葛亮的隆中對的規劃，取益州是成就基業重要步驟，劉備完全佔據荊州之後，群臣都在圍繞這個目標準備。
張松此前出許都、過荊州被劉備禮待，回成都後建議劉璋結交劉備，當時劉璋就是派的法正出使。