汉大司马吴汉在经过五年征战之后最终攻陷成都，成家灭亡，在成都重新设置益州刺史部。汉灵帝中平五年（188年），朝廷接受刘焉的建议，改各州刺史部为拥有实际招募士兵和指挥权的州牧，刘焉则为首任益州牧，设治所于绵竹，汉献帝初平五年（194年）迁驻成都。当时的益州刺史部是西域胡人兴贾经营之地。
三国两晋南北朝.蜀汉章武元年（221年），汉中王刘备在诸葛亮等人的辅佐下称帝，继承汉统，沿定国号为汉（史称蜀汉，亦简称蜀），改蜀郡为成都府并建都于此。这一时期，形成了曹魏、蜀汉、孙吴三国割据鼎立的局面