劉璋為劉焉幼子。母費(fèi)氏，是后來(lái)娶了劉璋女兒的費(fèi)觀的族姑。中平五年(188年)，劉焉向漢靈帝建言設(shè)立州牧總管各地軍政大權(quán)，自己出任益州牧，而劉璋與兄長(zhǎng)劉范、劉誕都留在京城，只有劉瑁隨劉焉入蜀。劉璋后來(lái)出任奉車(chē)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(zhǎng)安與馬騰密謀進(jìn)攻權(quán)臣李傕，泄露之后與劉誕一起被殺，而劉璋則得以幸免。劉焉的世交議郎龐羲保護(hù)劉焉的幾個(gè)孫子，送入益州。劉焉因?yàn)槭抛又?，又逢綿竹城中大火，不得已遷治成都，背疽發(fā)作逝世。

劉焉死后，益州官吏趙韙等希望利用劉璋溫仁，于是上書(shū)推舉他繼掌益州刺史，得朝廷詔為益州牧。將領(lǐng)沈彌、婁發(fā)、甘寧起事反對(duì)劉璋，被趙韙打敗后奔荊州。建安五年(200年)，被劉璋派遣屯兵防御劉表的趙韙反動(dòng)叛亂，蜀地多處響應(yīng)，幸得劉焉之前收容荊州、三輔流民建立的“東州兵”拼力死戰(zhàn)，才平息了叛亂，殺趙韙于江州。

劉璋為人懦弱，原本依附于劉焉的漢中張魯驕縱，不聽(tīng)劉璋號(hào)令，于是劉璋殺張魯母弟，雙方成為仇敵，劉璋派龐羲攻擊張魯，戰(zhàn)敗。

此后又有曹操將前來(lái)襲擊的消息。在內(nèi)外交逼之下，劉璋聽(tīng)信手下張松、法正之言，迎接劉備入益州，想藉劉備之力，抵抗張魯、曹操。不料此舉乃引狼入室，劉備不久借故攻擊劉璋，法正又為劉備內(nèi)應(yīng)，劉璋麾下兩名將軍楊懷、高沛被劉備所殺。

雙方戰(zhàn)爭(zhēng)歷時(shí)兩年左右，期間劉璋軍殺死了劉備軍軍師龐統(tǒng)，使得劉備陷入苦戰(zhàn)。后來(lái)諸葛亮、張飛、趙云三路援軍由荊州支援劉備，并成功將劉璋圍困成都內(nèi)，并派簡(jiǎn)雍勸降劉璋。

當(dāng)時(shí)成都尚有精兵三萬(wàn)，錢(qián)糧可以支撐一年，軍民都主張死戰(zhàn)，劉璋說(shuō)：“父子在州二十余年，無(wú)恩德以加百姓。百姓攻戰(zhàn)三年，肌膏草野者，以璋故也，何心能安！”然后陪同簡(jiǎn)雍開(kāi)城投降。開(kāi)城之時(shí)，城中之人莫不流淚。劉備把劉璋遷至公安，并將財(cái)物歸還于他，再佩振威將軍印信。

后來(lái)孫權(quán)殺關(guān)羽，得荊州，以劉璋為益州牧，駐于秭歸，但是不久病死。