中平五年（188年），劉焉向漢靈帝建言設立州牧總管各地軍政大權，自己出任益州牧，而劉璋與兄長劉范、劉誕都留在京城，只有劉瑁隨劉焉入蜀。劉璋後來出任奉車都尉，受朝廷派遣詔諭劉焉，劉焉就把他留下不再返回朝中。194年，劉范在長安與馬騰密謀進攻權臣李傕，洩露之後與劉誕一起被殺，而劉璋則得以倖免。劉焉的世交議郎龐羲保護劉焉的幾個孫子，送入益州。劉焉因為逝子之痛，又逢綿竹城中大火，不得已遷治成都，背疽發作逝世。