建安十六年（211），劉璋聽信張鬆、法正等人的勸告，引荊州劉備入蜀伐張魯。劉巴勸阻劉璋，他說：“劉備是人傑，不可為人下，他入蜀必是國家之害，不可迎納。”昏聵的劉璋沒有接受。劉備入蜀後，劉璋替他補充兵員，接濟糧餉，劉巴再次勸阻說：“迎劉備入蜀已錯了一步棋，再讓他去討張魯，等於是放虎歸山。”劉璋仍然不聽。等到劉備兵臨城下，劉璋後悔莫及，隻好出城投降，這時，隻有劉巴和黃權兩人閉門不出。劉備的將吏憤怒不已，要去殺二人。劉備連忙下令，“敢有害劉巴者，罪及三族”。劉巴這才向劉備賠禮，表示歸附。劉備立即加以重用，辟為左將軍西曹掾。
劉備攻圍成都，為了鼓勵士氣，曾許下諾言，打破城池，一切府庫財物都不過問。所以成都打破以後，士兵大搶財物，將劉璋的儲積一掃而空。事定之後，軍用不足，劉備十分憂愁。劉巴說：“這事好辦，趕快鑄造一些大錢，一枚麵值一百文。再把貨物定出價格，開放市場，那些被士兵搶去的財物就都會從市場上收回來。”劉備照辦了，數月之間，府庫充實。諸葛亮曾經稱讚劉巴：出謀劃策，我是比不上劉子初的。
張飛喜歡和士大夫交朋友，他十分敬仰劉巴。有一天，張飛到劉巴家做客，劉巴不理睬他，一句話都不說，張飛很生氣。諸葛亮知道後就去勸說劉巴：“張飛雖是一個武人，可他很敬慕你；再說，當今正是用人之際，文的武的都是主公需要的人才，你就不能放一放架子嗎？”劉巴回答說：“堂堂大丈夫，當交四海英雄，豈能和一個大兵共同說話！”劉備聽到後，氣憤地說：“我想安定天下，才容納各種人才，劉子初竟來搗亂。他本來就心在曹營，豈是幫我打天下的。”言語間露出了殺機。話一出口，劉備又覺不妥，遂解嘲地說：“劉子初才智過人，當然隻有我劉備才能駕馭他，也難怪他不服張飛。”