将领桓冲趁势于太元十年（公元385年）收复益州。东晋义熙元年（公元405年），参军谯纵叛乱，占据巴蜀之地，建立西蜀政权，自称成都王，而后又向后秦称藩，被封为蜀王。义熙九年（公元413年），东晋太尉刘裕以朱龄石为帅伐西蜀，攻克成都，谯纵自杀，西蜀亡。南北朝时期，成都一直是地区政治、经济、文化中心。东晋元熙二年（南朝宋永初元年，公元420年），刘裕以禅让名义夺取帝位，东晋灭亡，刘宋建立，益州为宋所领。南朝宋升明三年（南朝齐建元元年，公元479年），齐武帝萧道成迫使刘准禅让，刘宋灭亡，南齐建立，益州又为齐所领