公元前316年,秦国先后兼并蜀国、巴国,并设置蜀郡于成都。秦张仪、司马错筑太城(府南城),次年,张仪在太城以西筑少城(府西城)。公元前256年,蜀郡太守李冰,吸取前人的治水经验,率领当地人民,主持修建了沿用至今著名的都江堰水利工程,并造石人作测量都江堰水则,是中国最早水尺。公元前141年,蜀郡太守文翁在成都建立了中国最早的地方官办学堂“文翁石室”。秦末、汉初,成都取代关中而称“天府”。西汉元封五年(公元前106年),汉武帝分天下为十三州,置益州。王莽改益州为庸部,蜀郡为导江,治临邛。新朝地皇五年(24年),公孙述称帝,定成都为“成家”。又改益州为司隶,蜀郡为成都尹。东汉时仍为蜀郡。东汉末年,刘焉做“益州牧”,从原广汉郡雒县移治于成都,用成都作为州、郡、县治地。西汉时期,成都的织锦业已十分发达,设有“锦官”,故有“锦官城”即“锦城”之称;秦汉成都的商业发达,秦时成都即已成为全国大都市,西汉时成都人口达到7.6万户,近40万人。