牧之一职，起源极早。传说
舜时置天下为十二州，设立州牧，一称州伯，牧在这里是管理的意思，也就是各个州的行政长官。夏代天下为
九州，也有州牧，职能同舜时。到了商周两代，牧也还是地方长官，季就曾担任牧师。应该说明的是，这时的牧，并不任职于地方，《
礼记。曲礼下》记载：九州之长，入天子之国，曰牧。也就是通常所说的八命之类的人物，出于地方，入朝辅佐天子。负责监察、监督诸侯。同时，在夏代到周朝还有牧人、牧正等官掌畜牧，和牧或者
牧师不是一回事。
古代以九州之长为“牧”，“牧”是管理人民之意。
汉武帝时设十三州部，每部设一刺史，汉成帝时，改刺史为州牧。后废置无常。灵帝中平五年（188年），刘焉目睹汉灵帝朝纲混乱、王室衰微，故向朝廷建议说：“刺史、太守行贿买官，盘剥
百姓，招致众叛亲离。应该挑选那些清廉的朝中要员去担任地方州郡长官，借以镇守安定天下。”他本人自请充任交州牧，意欲借此躲避世乱。当时，益州刺史郤俭在益州大事聚敛，贪婪成风。本来想领交州避祸的刘焉因为听侍中董扶说益州有
天子之气，改向朝廷请求为益州牧。灵帝时再设州牧，并提高其地位，居郡守之上，掌一州之军政大权。如汉末刘表为荆州牧，袁绍为冀州牧，都等于割据政权。以后历代设都督、总管、节度使等，州牧之名即废。唐宋时惟京师或陪都地方最高长官以亲
王充任者，尚称为“牧”，其他州牧之名均废。清代往往借作知州的别称，实际上远非东汉州牧之比了。东汉末年，
刘焉、
刘璋父子曾做过益州牧，然后
刘备靠
诸葛亮取得益州牧的位置。后刘备称帝不久便
驾崩，后主
刘禅即位，益州牧便由诸葛亮担任。
汉灵帝以刘焉为监军使者、益州牧，被封为阳城侯，命其前往益州逮捕郗俭，整饬吏治。因为道路不通，刘焉暂驻在荆州东界。此时郤俭已被黄巾贼马相等杀死，但是刚称帝的几日的马相又被益州从事贾龙组织军队击败。贾龙于是迎接刘焉入益州，治所定在绵竹。刘焉上任后，任命贾龙为校尉，将他迁到绵竹居住。刘焉安抚收容逃跑反叛的人，极力实行宽容恩惠的政策，但内心别有图谋。中原大乱之下，南阳、三辅一带有数万户流民进入益州，刘焉悉数收编，称为“东州兵”。这支军力虽然引起了不少民患，但是也成为刘璋继任后平定赵韪内乱的决定性力量。初平二年（191年），刘焉更造作乘舆车具（天子所用的车架）千余辆，欲称帝。荆州牧刘表上言朝廷，称刘焉“有似子夏在西河疑圣人之论（意指其
图谋不轨）”。此后，刘焉称病，让朝廷将其子奉车都尉刘璋从京城派到益州，刘焉趁机将其留下。
兴平元年（194年），在朝中的长子、左中郎将刘范与次子、治书侍御史刘诞、征西将军马腾策划进攻长安，但密谋败露，逃往槐里。刘范不久被杀，刘诞亦被抓获处死。议郎庞羲送刘焉的孙辈入蜀免受牵连。此时绵竹发生大火，刘焉的城府被焚烧，所造车乘也被烧得一干二净，四周民房亦受其害，刘焉不得已迁州治到成都。因为伤心死去的两个儿子，又担忧灾祸，不久便发背疮而死。刘璋为人懦弱，原本依附于刘焉的汉中张鲁骄纵，不听刘璋号令，于是刘璋杀张鲁母弟，双方成为仇敌，刘璋派庞羲攻击张鲁，但多次被张鲁所破。
建安十三年（208年），曹操亲自率兵征讨荆州，刘璋于是派出使者致以敬意。曹操加封刘璋为振威将军，封其兄刘瑁为平寇将军。刘璋因此派别驾从事张松到曹操那裹，但曹操没有按礼节接待。张松心怀怀恨，回来后劝说刘璋同曹操断绝关系，他对刘璋说：“刘豫州与您为宗室兄弟，可以与他结交联盟。”刘璋皆以为是，故派法正前往与刘备结好联盟，随即又指示法正和孟达送去数千兵卒帮刘备抵御曹军，法正完成使命归还。
建安十六年（211年），刘璋听说曹操将派兵到汉中征讨张鲁，心中恐惧，张松又劝说刘璋：“现在州中将领庞羲、李异等人都居功自傲，且心怀异志，如不能得到刘豫州的帮助，益州将外有强敌攻击，内遭乱民骚扰，必定走向败亡。”刘璋又听从了张松之言，立刻派法正率部队迎接刘备。刘璋的主簿巴西人黄权劝阻说：“刘备有骁勇的名声，现在要是以部下的身份对待他，就没法满足他的心愿；要是以宾客的身份对待他，一国不容二主，造不是使自己安全的办法。”从事广汉人王累将自己倒吊在益州城门上劝阻刘璋，刘璋全都不予采纳。刘备从江陵率军赶到涪城，刘璋率领步、骑兵三万多人，车驾幔帐，光耀夺目，前往与刘备相会；刘备所率将士依次前迎，大家欢聚宴饮百余日。刘璋以大批物资供助刘备，让他去讨伐张鲁，然后两人告别。
建安十七年（212年），刘备进驻葭萌。张松的哥哥广汉太守张肃害怕灾难临头，就把张松的图谋禀告了刘璋，刘璋将张松收捕处死，下令所有关隘的守卫部队封锁道路。刘备大怒，掉转兵力攻打刘璋。双方战争历时近三年，期间刘璋军杀死了刘备军军师庞统，使得刘备陷入苦战。后来诸葛亮、张飞、赵云三路援军由荆州支援刘备。
建安十九年（214年），刘备进兵包围成都，并派简雍劝降刘璋。当时城中有三万精良部队，粮食够支持一年，官吏百姓都想抵抗。刘璋说：“我父子在益州二十多年，没有给百姓施加恩德，却打了三年，许多人死在草莽野外，只是因为我的缘故。我怎么能够安心！”于是打开城门，出城投降，部下没有不哭的。刘备把刘璋迁至公安，并将财物归还于他，再佩振威将军印信。建安二十四年（220年），东吴孙权杀关羽，得荆州，以刘璋为益州牧，驻于秭归，但是不久病死。