因為蜀有必亡之勢，這個國家在李雄死後，很快就變得不安定了。李雄的兒子李越從外地奔喪還成都，便和兄弟李期商議奪權。他在成都逗留了許多日子，李班絲毫不起疑心，結果被他殺死在殯官裡。李越立李期做皇帝，把李壽打發到涪城（今四川綿陽東）去做梁州刺史。 李壽和李期、李越兄弟互相猜忌。李期時常派人到涪城觀察李壽的動靜。李壽向巴西名士龔壯請教保全自己的辦法。龔壯本來不贊成李氏割據，便勸他推翻李期，向東晉稱藩。李壽身邊。也有幾個人贊成這個主意。晉鹹康四年（３３８年），李壽即引兵襲成都，廢李期，殺其親信用事多人，縱兵大掠，城裡亂了好幾天才定下來，李期被幽禁了沒有多少日子便自縊而死。 李壽起兵之初，對天發誓，歃血盟眾，說要向晉稱藩。但得了成都後，他卻聽親信任調等的話，自己做了皇帝，並把國號改稱為漢。在作此決定之前，他曾命卜者起一個卦，卜者說：「可以做幾年皇帝。」任調高興地道：「『做一天就很了不起，何況幾年！」另一個親信解思明不以為然，說：「幾年皇帝怎麼及得百世諸侯（向晉稱了藩，便是諸侯）！」李壽卻說：「朝聞道，夕死可矣！任侯的話是上策。」做一天皇帝就死也願意，李壽和任調都成了皇帝迷！ 李雄為人，寬厚儉約，但是就在他在位的時候，其子弟已都奢靡成風。打天下的目的本來是求富貴。天下（不管這天下是大是小）到了手，不享受豈不是傻瓜，於是蜀中很快出現了「貴者廣佔荒田，貧者種植無地」的情況。 李壽和後趙石虎通使。使臣從鄴回蜀，大講鄴中繁華，宮殿壯麗，聽得李壽心嚮往之。使臣又講石虎嚴刑峻法，所以能控制境內，沒有人敢不服從。李壽聽得心癢癢的，從此把石虎當「樣板」，一心一意地模仿。他從各郡徵發壯丁，充實成都，讓這些壯丁大造宮殿，挖河道，引水進城。他嫌父兄（李壽是李驤的兒子）過於寒酸，根本不想聽到他們的事蹟，便命臣下不得再提。李壽做了五年皇帝便死了。他的兒子李勢即位。其時是晉康帝建元元年（３４３年），也就是上篇所說庚翼移鎮襄陽之年。 李勢荒淫無道，要誰的女人，便殺掉她的丈夫。他不理國政，又不信任大臣，祖父和父親的舊人都受到排斥。他沒有兒子，兄弟李廣請兄長立他為太弟，李勢不答應。李壽的謀士馬當、解思明都勸他答應，以團結兄弟。李勢懷疑他們內外勾結，派李奕襲擊涪城，把李廣抓回成都，李廣被迫自殺，馬當、解思明也被他全族處斬。解思明謀略出眾，馬當能得人心，李勢殺這兩人，等於斬斷自己的膀臂。 李奕見李勢無能，想奪他的位子，從駐地領兵攻成都。百姓怨恨李壽父子，踴躍從軍的有好幾萬人。但是李奕勇而無謀，單騎當先衝鋒，被城上守兵一箭射死，全軍就瓦解了。 蜀中情勢如此亂糟糟的，滅它自然容易。

桓溫滅成漢戰爭，永和二年(346)十一月，東晉桓溫率益州刺史周撫、南郡太守司馬無忌攻成漢，使袁喬率2000人為前鋒。次年二月，桓溫軍至青衣(今四川樂山)。漢主李勢命李福、李權、咎堅等率大軍自山陽（雙流）趨合水(今彭山府河)。咎堅違眾議，引兵自江北鴛鴦渡向犍為。三月，溫軍至彭模(今彭山)，以孫盛、周楚率老弱留彭模守輜重，溫自率步軍輕裝進軍成都。李福進攻彭模，被孫盛等奮擊，敗後退走。桓溫遇李權，三戰三勝，成漢軍潰敗，散回成都。咎堅至犍為，未遇桓溫，堅軍不戰自潰。桓溫與李勢戰於成都之笮橋，溫軍前鋒不利，欲退，鼓吏誤擊進鼓，溫軍士卒力戰，大敗成漢軍，乘勝追至成都，火燒城門，李勢逃至葭萌，降於溫，成漢亡。

李壽稱帝后改國號為漢，因其疆域大部位於蜀地，有很多蜀地氏族大部落故被稱為“成漢”、“蜀漢”。

當時其境內的獠夷部族乘亂而起，四處劫殺，“軍守缺離，疆土日蹙”。加之李勢天性猜忌，誅殘大臣，濫加刑獄，致使人懷危懼，上下離心。

在成漢此種亂崩離析的前夕，大英雄桓溫果斷提出伐蜀之策。一經提出，即遭朝廷人眾的反對:不要朝廷的支援，拋棄大後方，孤注一擲，千里遠征，必敗無疑。但是恆溫和江夏相的袁喬認為：蜀國李勢是個昏君，自以為地勢陡峭，不作防備。如果帶上1萬精兵輕裝上陣，快速奔襲，一定會取得成功。北方石虎以為我們有防備，肯定不敢南下，這是千古良機。於是恆溫向建康晉帝奏請出兵，久候無回覆。

公元346年11月，義無反顧的恆溫在等候奏請未回覆的情況下率領一萬精銳之師西征蜀漢。事實和分析的一樣，一路基本沒有遇到什麼抵抗，大軍於347年3月挺近至蜀地腹地的青衣縣。天天尋歡作樂的李勢聞報驚駭異常，惶急之下，派叔父李福、堂兄李權以及前將軍昝堅等人大集兵馬，自岷江以北向青衣方向急行軍，欲圖阻御晉軍。但李福、李權、昝堅之 間意見不一，完整統一的作戰方案還沒有拿出來，晉軍已奔襲到達了成都南邊的彭模(今四川彭山東北)，離成都只有上百里。後恆溫下令晉軍全軍而進，丟掉所有的軍用炊具等多餘裝備，只帶三天的乾糧，全速前進，直撲成都。此命一下，晉軍知道“不成功則成仁”，都準備作殊死之戰。大戰開始，桓溫與成漢宗室鎮南將軍李權大軍激戰三戰三勝，“漢兵散走還成都”。成漢另一位鎮軍將軍李位都見大勢不妙帶著軍隊徑直向桓溫投降。另一路成漢大將昝堅率大軍趕至健為，才知道和晉軍異道而行，昝堅又率這大批疲憊之軍奔返成都，剛剛涉水渡過沙頭津，已有遊騎報告說晉軍在成都近郊列陣準備迎戰。甫一開戰，昝堅軍不戰自潰，四散奔逃而去。

李勢無奈之下只得親率軍出戰，在成都西南的笮橋與晉軍決戰。激戰初始，在皇帝親率下的蜀漢兵一鼓作氣、奮勇衝殺，晉兵漸不敵。恆溫見之慾暫時休兵，命鳴金收兵。然而鼓兵於慌亂之下敲錯了鼓，敲成了衝鋒鼓號，再加上晉兵長驅直入、已無退路，遂捨命衝殺，身為前鋒將的袁喬書生執劍，下馬督戰，指揮已經內心生怯的晉兵拼死進攻，亦 應了恆溫的計劃——置之於死地而後生。蜀漢兵見之，再者一鼓作氣已盡，拼戰中不敵潰敗，而至四散奔逃。李勢見大勢已去，帶著幾個親信逃出成都，先是狼狽北逃，後來無路可走，向桓溫送上降表。桓溫赦免其家族。至此，蜀漢滅亡。

恆溫滅蜀，歷時短短五個月，堪稱中國古代歷史上著名閃電戰的成功戰役。因為滅蜀之功，恆溫被升為徵西大將軍、開府儀同三司、封臨賀郡公。