分建宁、牂牁二郡置兴古郡。建兴七年（229年），佔领曹魏雍州之武都郡、阴平郡，属益州。延熙中（238年－257年），分广汉郡置东广汉郡，分犍为郡置南广郡。后省南广郡。至蜀汉末，益州领二十二郡：蜀郡、汶山郡、汉嘉郡、汉中郡、武都郡、阴平郡、巴郡、巴西郡、巴东郡、涪陵郡、广汉郡、东广汉郡、梓潼郡、犍为郡、江阳郡、朱提郡、牂牁郡、越巂郡、建宁郡、永昌郡、云南郡、兴古郡。曹魏景元四年（263年），灭蜀汉，佔领益州，分益州汉中、阴平、梓潼、广汉、东广汉（併入广汉）、涪陵、巴、巴西、巴东九郡置梁州，武都郡改属雍州。