先已派兵佔领三郡。诸葛亮劝刘巴留下，刘巴不从，刘备深以为恨。因无法覆命曹操，刘巴便南下交州，改姓张，并依附在交州刺史士燮手下。后来辗转进入益州，图谋北归。益州牧刘璋喜其才能，巴被留为谋士。在关于刘备是否让他入蜀协助抗张鲁的问题上明确提出反对意见。后刘璋招刘备入蜀，刘巴苦谏，璋不能听，刘巴于是闭门称疾。211年，刘备取益州，刘巴向刘备进表谢罪，刘备任命为左将军西曹掾（秩比四百石、第七品）。与诸葛亮、伊籍等人共同编撰蜀科，并曾在刘备问军需不足之策时提议铸造铜币，仅一年即令军需充足。刘备自立为汉中王后，刘巴为