不久刘焉病逝，刘璋继掌益州，和张鲁交恶，派遣庞羲数次率军攻张鲁，都无功而返。不过庞羲仍然被任命为巴西太守，驻守阆中防御张鲁。刘璋感激庞羲曾经救过其子，厚待于他。而庞羲越来越专权势，两人后来也产生了嫌隙。张松在劝刘璋请刘备入蜀时说：“今州中诸将庞羲、李异等皆恃功骄豪，欲有外意，不得豫州，则敌攻其外，民攻其内，必败之道也。”刘备夺取益州之后，庞羲转任左将军司马，同时建议将自己的女婿刘璋长子刘循留在益州，没有随投降的刘璋外迁至荆州。