崇祯十七年（1644年）冬月十六日，张献忠在成都建立大西王国，即位称王，设立了左右丞相与六部（吏、户、礼、兵、刑、工部）尚书。命汪兆麟为左丞相，绵州严锡命为右丞相，南充江鼎镇为礼部尚书，彭县龚完敬为兵部尚书。封孙可望为平东王，刘文秀为抚南王，李定国为定西王，艾能奇为定北王。封马元利、刘进忠、狄三民、张能第、张化龙等为将军。以蜀王府正殿为承天殿，以府的外屋为朝房，下诏民间称张献忠为“老万岁”。又建东西二府，给孙可望与李定国居住，命人称二人为“千岁”。分其兵一百二十营，虎威、豹韬、龙韬、鹰扬为宿卫，由都督、总督带领。城外立大营十、小营二十，诸门各设一兵部二都督，以查问出入。所设保甲法甚严，居民出城，先报姓名，因何事出，约某日归，逾期不归，十家并斩。密征刺探言事小儿数百，夜间周行街巷，听人阴谈，以白垩涂犯者之门，黎明捕于刑庭审讯。有个人说了一句“张家长，李家短”的俚语，被小儿听到，次日晨抓去审问，张献忠笑着说：“这是我张家胜过李自成的预兆谶语，放他去吧。”张献忠称帝王后，开设铸局，铸有肉色铜钱，光润精致，上有“大顺通宝”四字，令民间家悬顺民号贴，以大顺新钱钉于帽顶。又开科取土，中乡试者八十人，中会试者五十人，以汉州樊姓为状元，另有榜眼、探花各一人。张献忠自作万言策，历评古今帝王功绩，把楚霸王项羽列为第一，命颁布学宫。又作圣论六言，刻成石碑，右丞相严锡命作了注解，文中有：“天以万物与人，人无一物与天，鬼神明明，自思自量。”一次考试武生，因张献忠下令禁民畜马，武生齐集教场，无马比试。张献忠命人牵来数百匹马，叫武生们乘骑，刚一骑上，便发巨炮，鸣金呐喊，马惊人坠，踏为肉浆，张献忠抚掌大笑。张献忠踞蜀时恐蜀人不服，又命他的孙、刘、李、艾四员大将，巡行州县，遇有叛逆，全部杀光。他回忆儿时父亲张禄在顺庆贩马，内江卖枣，曾受当地富豪之家痛打与羞辱，便令四将把顺庆（今南充市）和内江的富豪之家全部杀光。张献忠踞蜀时，保宁（今阆中市）、顺庆二府，原先已降李自成，置有官吏，张献忠将他们全部逐去，另换人镇守。李自成在西安，遣大将李科率兵七千人攻入保宁，张献忠亲自率兵征伐，初战大败，遂斩其退者，率先死斗，遂克保宁，李科战败而退。张献忠以为蜀人易制，唯黎州与雅州间土司难以骤服，乃用降人去招诱，并铸金印赠之以易其章。黎州首领马金是三国时蜀将马岱的后裔，得金印后掷之于地，誓其众不服。张献忠大怒，遣将攻打，因马金驻军斗门山，三面悬绝，仅通一线，易守难攻，只好作罢。
张献忠在成都称大西国王时，清兵已进入北京，李自成撤退到西安，南京诸臣已尊立福王朱由崧为帝，年号弘光，不久被清兵打败。顺治二年（1645年）二月，清兵攻克潼关，李自成放弃西安，逃至武昌遇害。这时候，明将曾英与李占春、于大海起兵合州，王祥起兵遵义，杨展起兵犍为，曹勋起兵黎州。大学士王应熊（四川巴县人）缟素誓师，命达州佥事马乾行抚臣事，传檄讨伐张献忠。曾英率兵攻克重庆，杨展攻克嘉定州，偏沅巡抚李乾德（西充人）攻克宜宾。自此张献忠憎恨川人，诛杀益毒，川中民尽，乃谋窥西安。顺治三年（1646年）秋，肃王豪格奉命西征，到达西安，八月进入四川。张献忠见外有清兵，内有明将，遂尽焚成都宫殿庐舍，杀尽城民，埋巨金于锦江，率众出走川北。