之后，广汉人董扶私下对他说："京城将有大乱，益州一带呈现天子之气。"刘焉听董扶此言后，便想改任前赴益州。恰逢益州刺史郤俭横征暴敛，民怨沸腾影响甚坏，于是刘焉之谋得以实现，成为名副其实的益州牧。由此可见，刘焉是有野心的，毕竟天子之气不是一般人能够触碰的。刘焉是汉室旁支，西汉鲁恭王之后，从法理上讲，刘焉也算是龙子龙孙，是有做皇帝的资格的，退一步讲，也可以做个土皇帝。这就像后来袁绍想要拥刘虞为皇帝一样的道理。当然了乱世还是要看势力的，经历了黄巾之乱，国家各地受创严重，相对来说益州人口稠密，经济发达，受影响极小，据《后汉书》记载，益州有人口六七百万之众，就算黄巾之乱后，最起码也有四百万人口，有这么庞大的人口基础，什么事不能做啊！
此时的益州，马相、赵祗等人打着黄巾的旗号，发动叛乱。刘焉还没赶到，叛乱就被益州从事贾龙平定了。在贾龙的帮助下成功上任，之后刘焉做的第一件事就是把治所从雒县（广元）迁到了绵竹，《三国志》和《后汉书》都说此举是刘焉图谋自立，然后刘焉授意张鲁据守汉中，杀死汉使，切断蜀中栈道，他却上奏朝廷说米贼截断山道，无法通行，从此断了与朝廷的联系，也斩断了朝廷对益州的控制，终于成了汉末第一个割据势力。
没有了朝廷的牵绊，终于可以放开手脚了。刘焉重用与自己一起入蜀的董扶、赵韪，打压益州本地豪强，更借故斩杀了益州豪强王咸、李权等十多人，借以树立威名。豪强们惶惶不可终日，生怕自己成为下一个被杀的，蜀郡豪强之首的贾龙联合犍为郡太守任岐举兵反攻刘焉，被刘焉击杀。没有了本地豪强的掣肘，刘焉大权在握，割地自立的野心日益强烈，制造了战车，准备辎重。荆州牧刘表就曾上表朝廷"焉有似子夏在西河疑圣人之论"，说明刘焉肯定在蜀地宣扬自己的不凡，这分明是在为自己上位做舆论啊！
刘焉此人有四个儿子，刘范、刘瑁、刘诞、刘璋，刘焉入蜀时，只有刘瑁一人跟随其去往益州，其他三子都留在了长安，名为做官，实则沦为人质。从刘焉的所作所为来看，入蜀前刘焉就已经有了割益州以自立的想法，一旦他真的举起自立大旗，那留在长安的三个儿子的下场就可想而知了。可是他依然把三个儿子留在长安，可见刘焉心肠之硬，手段之辣。后来朝廷派刘璋来劝解刘焉，希望他不要轻举妄动，刘焉一不做二不休，干脆把刘璋留下，免得回去当人质，至于其他儿子只能生死有命了。后来刘焉和马腾密谋袭击长安，事情不慎泄露，刘范、刘诞被李傕杀死，与其说时被李傕杀死，还不如说是被自己的父亲坑死的。
刘焉一心想自立当皇帝，屡施阴谋，多造杀戮，甚至不顾自己儿子的死活，好在天道循环，报应不爽，没等到那天便发背疮而死。千般算计，万般计较，最终却成就了刘备。建安十九年，刘备攻克成都，并以益州为根基，登基称帝，建立了蜀汉。若是刘焉知道的话，估计马上就会死掉，当然是被活活气死的。
