建安十六年（公元211年），益州牧刘璋在谋士张松的建议下，决定派法正迎接刘备入川，让其领导军队防备汉中张鲁的威胁。刘备迅速带领大军进入益州。

在涪城，刘璋亲率三万步骑兵与刘备相会。他大张旗鼓，设立豪华车驾，布置精美的幔帐，举行盛大宴会，双方相聚欢宴，整整持续了百余日。期间，法正、张松和刘备的军师庞统不断劝说刘备利用这次机会除掉刘璋，兵不血刃地直接夺取益州。然而，刘备初来乍到，未能稳固自己的立足点，他认为此举过于冒险，便没有采纳他们的建议。

次年，张松暗中与刘备保持联系，并密书传递信件，但这一切被张松的哥哥张肃察觉，遂将事情告知刘璋。刘璋愤而下令处决张松全家。此事使得刘备与刘璋的关系彻底破裂，最终爆发了长达两年多的战争。战争中，刘备的军师庞统不幸被刘璋部下张任射杀。随后，刘备紧急召集了诸葛亮、张飞和赵云等人入川作战。

刘璋深感无力抵抗，决定向汉中张鲁求助。张鲁命令马超带领军队支援刘璋，但马超因被张鲁猜忌，最终决定暗中投降刘备。他写信给刘备，表示愿意归顺。刘备得知后大喜，立即派遣马超带领队伍改变方向，向成都进发。刘璋感到极度恐慌，最终决定投降刘备。

当时，成都城内尚有三万精兵，粮草充足，足以支撑一年多的战斗。刘璋的部下纷纷劝说他继续坚持到底，但刘璋深知自己父子在蜀地多年未曾为百姓带来福祉，他不忍百姓再遭战火，因此执意选择投降。听到刘璋的决定，所有部下都为之动容，纷纷泪流满面。

《三国志·刘二牧传》中记载道：“城中尚有三万精兵，谷帛支一年，吏民咸欲死战。璋言：‘父子在州二十余年，无恩德以加百姓。百姓受战三年，肌膏草野者，皆因璋之故，何心能安！’遂开城出降，群下莫不流涕。”

刘璋投降后，刘备没有加害于他，反而将他安置在荆州的公安，并让他继续佩戴“振威将军”的印绶。这一职务原本是曹操所封，但刘备尊重刘璋的身份，并未进一步侮辱他。《三国志·刘二牧传》中有详细记载：“先主迁璋于南郡公安，尽归其财物及故佩振威将军印绶。”

然而，到了建安二十四年（公元219年）秋，关羽北上攻打樊城，孙权趁机派吕蒙率军偷袭荆州，导致关羽被迫腹背受敌，最终在麦城惨败，不久便死于敌手。关羽死后，孙权顺利占领了荆州，并趁机将刘璋接管，封他为“益州牧”。但这一封号不过是空头支票，刘璋无法再回到益州，他被孙权安置在秭归，以安慰他余生。

不过，不久后，刘璋因身体原因去世。至此，刘璋的政治生命画上了句号。《三国志·刘二牧传》写道：“孙权杀关羽，取荆州，以璋为益州牧，驻秭归。”

刘璋去世后，南中地区的雍闿起义并归附东吴，孙权便任命刘璋的次子刘阐为益州刺史。诸葛亮平定南中叛乱后，刘阐回到东吴，之后被任命为御史中丞。

同时，刘璋的长子刘循因其岳父庞羲的推荐，被刘备任命为奉车中郎将。《三国志·刘二牧传》中记载：“初，璋长子循妻，庞羲女也。先主定蜀，羲为左将军司马，璋时从羲启留循，先主以为奉车中郎将。”

由此可见，刘璋的两个儿子，一个在刘备阵营，一个在孙权阵营，虽然刘璋已经投降了刘备，但他的家族在两大势力之间继续发挥着影响。

孙权最终没有杀刘璋，反而让他安享晚年，得以善终，这也是刘璋相对较为圆满的结局。