刘璋为刘焉幼子,母费氏,是后来娶了刘璋女儿的费观的族姑。中平五年(188年),刘焉向汉灵帝建言设立州牧总管各地军政大权,自己出任益州牧,而刘璋与兄长刘范、刘诞都留在京城,只有刘瑁随刘焉入蜀。刘璋后来出任奉车都尉,受朝廷派遣诏谕刘焉,刘焉就把他留下不再返回朝中。兴平元年(194年),刘范在长安与马腾密谋进攻权臣李傕,泄露之后与刘诞一起被杀,而刘璋则得以幸免。刘焉的世交议郎庞羲保护刘焉的几个孙子,送入益州。刘焉因为逝子之痛,又逢绵竹城中大火,不得已迁治成都,背疽发作逝世。刘焉死后,益州官吏赵韪等希望利用刘璋温仁,于是上书推举他继掌益州刺史,得朝廷诏为益州牧,同时任命赵韪为征束中郎将。将领沈弥、娄发、甘宁起事反对刘璋,被赵韪打败后奔荆州。在此以前荆州牧刘表上书告发刘焉僭越身份,在乘车器物衣服方面和天子比拟,因此赵韪驻兵朐腮以防备刘表。当初南阳、三辅的几万家百姓流亡到益州,刘焉将他们全部收为部众,称为“东州兵”。刘璋性情柔弱宽容,缺乏威信谋略。束州入侵凌横暴,成为百姓的灾难,刘璋没有能力制止,旧有的士人相当埋怨并且叛离。赵韪在巴中,很得百姓士兵的欢心,刘璋将大权交给他。赵韪见到民心不和,就暗中勾结州中的世家望族。