当刘备的军队把整个成都包围起来时，刘璋的军队和他的百姓被困在城中。想来刘备也不忍心伤害城池中的百姓，并且有心收拢刘璋，所以他在城外劝刘璋投降。其实当时刘璋完全具备反抗的条件，城里士兵的数量多达三万，并且他们都是战斗力强、训练有素的士兵，同时城里的粮食也算得上充盈、够他们吃上一年，从这些条件来看，他完全可以和刘备打上一段时间，而且城里的官兵和百姓很多都有抵抗的意志，他们不愿意任由对方处置。可刘璋认为，他给益州百姓带来的福利本来就不多，还时常发生征战，为了减少益州百姓的伤亡，他最终做出了重要决定，即打开城门向刘备投降。
当时众将听了刘璋一番感人肺腑的讲话之后，都十分感动，他们也为益州的当时的处境感到叹息。刘备不是一个不讲情理的人，他看到刘璋同意投降，内心也十分感动。所以他没有把刘璋当作自己的俘虏，而是当作同盟来对待。他把刘璋安置到了一个名为公安的地方，同时把财物都归还给刘璋，还为其授予振威将军的信物，可见他是比较善待刘璋的，希望双方和解。
刘璋就是在吴国的陆逊袭击荆州时，归降了吴国。刘璋这样做的原因，与他的性格有着很大的关系。他的性格相对来说有些懦弱，并且疑心很重。即便他手里握有兵力，遇到强者时也会感到怯懦，所以他并不是一个能成大事的将领，并且他与刘备之间的关系并不是坚不可摧的，在蜀国的这段时间，他对刘备也产生了一些疑心，所以他投靠吴国的举措并不令人惊奇。同时，孙权这边也愿意收留刘璋，毕竟刘璋是曾经的西川之主，刘璋归降东吴后，孙权甚至再次封刘璋为益州牧，试图扰乱刘备的后方，进一步打击刘备。
刘璋投靠吴国之后，虽然得到了空头的益州牧职位，却再也无法重返益州的土地上了。看看他的人生，原本他是有可能做出一番事业的，可惜他的性格不够刚毅，难以成为刘备等人的对手。他对蜀国的背叛也让很多人看不起他，他的手里曾经把握着很多有利的条件，却都成为了他人的囊中物。他最后也没留下什么功绩和好的名声，只能沦落为三国最平庸的地方将领之一。刘璋降吴两年后，大约在公元221年去世，结束了自己憋屈的一生。
刘璋为了减少益州百姓伤亡，所以主动开城投降了刘备，刘备也没为难他，为他找了个地方安置，还给他钱财。但后来趁着陆逊攻打荆州，刘璋就归降了吴国，因为他不信任刘备，总觉得刘备对他有所图谋。
没有把刘璋当作自己的俘虏，而是当作同盟来对待，他与刘备之间的关系并不是坚不可摧的。
