王建接到诏书后，不愿罢兵，上表请求继续攻城，王建又劝韦昭度道：“关东各藩镇才是朝廷的心腹大患，您还是回朝做宰相吧，这里交给我就可以了。”韦昭度犹豫不决。王建又命士兵杀死韦昭度的亲兵，并道：“士兵们饿了，要吃人肉！”韦昭度吓坏了，将符节留给王建，任命其为知三使留后兼行营招讨使，自己当天就返回京师。韦昭度走后，王建派兵扼守剑门，切断了中原与两川地区的联系。
此后，王建将成都团团围住，田令孜登上城头对王建道：“我与您这么好的关系，怎么到了这个地步！”王建道：“我和您的父子之恩，怎么能忘！但我可是奉皇帝之命，讨伐不听诏令的人！”田令孜无奈，当夜进入王建军营，交出西川节度观察牌印。次日，陈敬瑄开门投降，王建入城，自称留后，王建将陈敬瑄送往雅州，又任命田令孜为监军，但王建屡次请求朝廷杀此二人，朝廷不许，王建便找借口把这两人杀了。唐昭宗正式任命王建为检校司徒、成都尹、剑南西川节度副大使知节度事、管内观察处置云南八国招抚等使。王建既得西川，留心政事，容纳直言，好施乐士，谦恭简素，用人各尽其才，但猜忌好杀，诸将有功者，多因事被诛。
王建攻陷成都一个月后，东川节度使顾彦朗病逝，其弟顾彦晖继任。唐昭宗命宦官宗道弼为使，赐顾彦晖旌节。绵州刺史常厚（杨守厚）拘押宗道弼，并攻打梓州，王建得知后派建遣李简、华洪（王宗涤）等人讨伐常厚。此时，王建已有吞并东川之心，对李简等人道：“你们击破常厚，顾彦晖一定会犒军，到时候把他一起拿下。”李简等人在钟阳击败常厚，夺回旌节，让宗道弼将其送到顾彦晖处。顾彦晖得到旌节后，却因王建养子王宗弼的通风报信而称病不肯犒军，王建的计划落空。
邠宁节度使王行瑜、镇国节度使韩建、凤翔节度使李茂贞联合进逼京师，诛杀宰相韦昭度、李溪，并谋废唐昭宗。李克用在河东起兵勤王，王建也派简州刺史王宗瑶带兵救驾。同年，王建以顾彦晖不出兵为由，命王宗涤讨伐东川。不久，王宗涤在楸林击败顾彦晖，斩杀敌将罗璋，进围梓州。
王建在唐昭宗的诏令下，罢兵返回成都，李茂贞再次进犯京师，烧毁宫殿，唐昭宗逃往华州，王建得知后，上表请求皇帝迁都成都。不久，王建被任命为凤翔西面行营招讨使，讨伐李茂贞。王建再次命王宗涤攻打东川，又命王宗谨攻打凤翔。不久，王建命王宗侃取渝州、王宗阮取泸州，开通峡路。
王建亲自率兵攻打东川。不久，唐昭宗任命谏议大夫李洵为两川宣谕使，诏令王建罢兵，王建不肯奉诏，唐昭宗贬王建为南州刺史，任命李茂贞为西川节度使。李茂贞拒绝接受任命，唐昭宗只得恢复王建官爵，梓州城破，顾彦晖自杀，王建任命王宗涤为东川留后，兼任中书令，东川、信武军两道都指挥制置等使，赐爵琅琊王。
王建改封为西平王，宦官韩全诲将唐昭宗劫持到凤翔，被梁兵围在城中。李茂贞坚守不住，打算求和，王建暗中派人劝说李茂贞，让其坚守城池，并称自己会出兵救援。不久，王建派王宗涤攻取兴元。武定节度使拓跋思敬归降王建，王建终于得以兼并山南西道，荆南节度使成汭兵败身死，王建趁机夺取夔州、施州、忠州和万州，王建被封为守司徒，进爵蜀王。
王建与李茂贞修好，将女儿普慈公主嫁给李茂贞的侄子李继崇。朱温弑唐昭宗，立唐哀帝，并迁都洛阳，改元天佑，但王建仍使用天复年号，并在成都设立行台，自行任命官员，取归州，占有三峡之地。
朱温篡位，建立后梁，王建不承认后梁的正统性，并传檄天下，要联合各藩镇讨伐朱温。但是，各藩镇都知道王建的真实用意，无人响应。王建又打算称帝，并写信给晋王李克用，主张二人“各帝一方”，李克用没有同意，与此同时，两川之地不断有祥瑞出现。王建召集将佐，商议称帝之事，众将都劝道：“大王虽然忠于唐朝，但是唐朝已经灭亡，正所谓‘天与不取，反受其咎’啊。”于是，王建率领官员、百姓痛哭三日，随后即皇帝位，国号“大蜀”，并大封百官、诸子。
王建在成都南郊祭天，然后大赦境内，改元武成，王建加尊号为英武睿圣皇帝，并立次子王宗懿为皇太子。普慈公主与丈夫李继崇不和，要求返回成都，王建便把公主召回，李茂贞大怒，发兵攻打蜀国边境。王建命王宗侃、王宗佑等人讨伐岐国，王宗侃在青泥战败，被围困在西县，王建亲自出征，岐军方才退去。王建因击退李茂贞入侵，而受尊号为英武睿圣神功文德光孝皇帝，朱温派光禄卿卢玭出使蜀国，并在书信中称其为兄。
宠臣唐道袭因与太子王元膺（王宗懿）不和，对王建诬称太子谋反。次日，王元膺属下惊惧之下，发动兵变，杀死唐道袭，王建派兵镇压，王元膺逃到民间，藏匿起来。后王元膺被人认出，被卫兵杀害，王建乃废王元膺为庶人。太子之位空缺后，大臣潘炕屡请立储，王建本来想在“类己”的雅王王宗辂和“才敏”的信王王宗杰中选择一人为储。徐贤妃谋求自己的儿子郑王王宗衍当太子，便让飞龙使唐文扆嗾使中书侍郎张格上表请立王宗衍，张格还联络王宗侃以下群臣署名。王建让人给诸子看相，看相的人也被收买，说“郑王相最贵”，王建虽深知“宗衍幼懦”，不能当大任，但见群臣联名，以为王宗衍是众望所归，便不得已同意，立王宗衍为太子，王建兴建扶天阁，并将功臣画像挂在阁中。
王建改国号为“大汉”，改为天汉元年，祭天发生“大风拔木”的凶兆，恢复“大蜀”国号。虽立了太子，但一直为太子能否继承其基业而苦恼。有一天，他经过夹城，听到太子王衍与诸王斗鸡击球喧呼之声，叹道：“吾百战以立基业，此辈其能守之乎！”于是厌恶张格，但因徐贤妃庇护张格，最终不能罢免他。信王王宗杰有才略，屡陈时政，王建认为他很贤能，遂萌生易储之意。
王宗杰暴死，王建对此深感怀疑，王建病重召大臣入寝殿，传遗命说：“太子仁弱，朕不能违诸公之请，逾次而立之。若其不堪大业，可置诸别宫，幸勿杀之。但王氏子弟，诸公择而辅之。徐妃兄弟，止可优其禄位，慎勿使之掌兵预政，以全其宗族。”王建病故，终年七十二岁，庙号高祖，谥号神武圣文孝德明惠皇帝，葬于永陵，皇太子王宗衍继位，改名王衍。
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