益州的大官员趟题等人贪图刘璋温和仁慈，将他立为刺史。皇帝下诏书就任命刘璋为监军使者，领益州牧，任命趟韪为征束中郎将。在此以前荆州牧刘表上书告发刘焉僭越身份，在乘车器物衣服方面和天子比拟，因此趟韪驻兵朐腮以防备刘表。
起初，南阳、三辅的几万家百姓流亡到益州，刘焉将他们全部收为部众，称为“束州兵”。刘璋性情柔弱宽容，缺乏威信谋略。束州入侵凌横暴，成为百姓的灾难，刘璋没有能力制止，旧有的士人相当埋怨并且叛离。趟韪在巴中，很得百姓士兵的欢心，刘璋将大权交给他。赵韪见到民心不和，就暗中勾结州中的世家望族。建安五年，赵韪掉转兵力共同进攻刘璋，蜀郡、广汉、犍为都背叛刘璋响应趟膛。束州人害怕被杀头，就同心协力，为刘璋死战，结果打败了叛军，进攻在江州的赵韪，杀了赵觼。
张鲁因为刘璋糊涂懦弱，不再顺从。刘璋发怒，杀了张鲁的母亲和弟弟，并且派部将庞羲等人攻打张鲁，但多次被张鲁打败。张鲁的部队大都部署在巴郡地区，所以刘璋任命庞羲为巴郡太守。张鲁乘机偷袭攻占了巴郡，终于在巴郡漠中一带称雄。
十三年，曹操亲自率兵征讨荆州，刘璋于是派出使者致以敬意。曹操加封刘璋为振威将军，封其兄刘瑁为平寇将军。刘璋因此派别驾从事张松到曹操那裹，但曹操没有按礼节接待。张松心裹怀恨，回来后劝说刘璋同曹操断绝关系，而同刘备结成友好。刘璋接受了张松的意见。
十六年，刘璋听说曹操将派兵到汉中征讨张鲁，心中恐惧，张松又劝说刘璋迎接刘备来抵挡曹操。刘璋立刻派法正率部队迎接刘备。刘璋的主簿巴西人黄权劝阻说：“刘备有骁勇的名声，现在要是以部下的身份对待他，就没法满足他的心愿；要是以宾客的身份对待他，一国不容二主，造不是使自己安全的办法。”从事广汉人王累将自己倒吊在益州城门上劝阻刘璋，刘璋全都不予采纳。