而天随人愿，刘焉在向灵帝提议时，恰好并州刺史张懿、凉州刺史耿鄙均在本州遭到杀害，而且益州刺史郗俭施政搅扰百姓的消息也传到了洛阳，于是灵帝采纳了刘焉的提议，封他为阳城侯，担任监军使者，领益州牧，去益州抓捕郗俭，整顿吏治。除了刘焉之外，还有太仆黄琬担任豫州牧，宗正刘虞担任幽州牧，他们都以原先职位的俸禄当州牧。
此后，州牧代替刺史成为了地方上最重要的官职，掌控地方的军政大权，凡是能够成为州牧的，基本都是能称霸一方的强力诸侯。
刘焉在去益州之前，就已经明确的有了割据一方甚至称帝的想法，后来他成为益州牧之后也立刻以此为目标展开了行动。
刘焉担任益州牧的任命下来之后，董扶与太仓令赵韪也都辞去官职，随同刘焉一起去益州收拾郗俭，夺取地盘。
这两人后来也成为了刘焉的左膀右臂，尤其是赵韪，后来他的地位在益州仅次于州牧。
马赵之乱
但原益州刺史郗俭最终并没有落在刘焉手里，因为刘焉还没有到益州，他就已经被叛军所杀。
郗俭在管理益州期间，执政不力，收敛私财，多用劳役，引起了民怨。此时益州叛贼马相、赵祗等在绵竹县趁机打起黄巾旗号，召集为劳役所困苦的百姓，由于当地官府的压迫，再加上黄巾大旗在民间巨大的号召力，两人在一两天之内就招聚数千人。
马相、赵祗随即攻打绵竹县，杀死了县令李升，使其声望大大增加，又得到了不少百姓的投靠，甚至还有官府中人。
两人在集结万余兵马之后，进军州治雒县并且将其攻克，还杀死了益州刺史郗俭，随后转入蜀郡、犍为一带。在短短的一个月之内，马相率领的黄巾军就连破三郡，攻克了州治雒县还杀死了刺史，其声势已经达到最顶点。
而这时，马相则被接连不断的巨大胜利冲昏了头脑，他干脆自称天子，麾下有数万人乃至十数万人的部众，后来还派部下进攻巴郡，攻克了巴郡，还杀了巴郡太守赵部。
马相自称天子之后成为了众矢之的，益州从事贾龙率领家兵数百人在犍为郡东境收集官吏百姓，得千余人马，攻打马相，马相兵马虽多，但完全不是贾龙的对手，几天后马相兵败退走，马相、赵祗此来在无记载，马赵益州之乱就此被贾龙平定。
贾龙在稳定了益州局势之后派人将刘焉迎入益州，此后刘焉逐步控制了益州，半独立于朝廷。