原来，由于招抚长沙、零陵等地的图谋失败了，刘巴无法回去向曹操交差，只能一逃了之。在其出逃之前，诸葛亮曾情真意切地写信劝他归顺刘备，刘巴却回复：“受命而来，不成当还，此其宜也。足下何言邪!”毫不犹豫地拒绝了，使“先主深以为恨”。

　　刘巴逃到越南还不够，怕刘备通过渠道找到他，改姓为张。《零陵先贤传》记载：巴入交趾，更姓为张。与交趾太守士谿计议不合，乃由牂牁道去。为益州郡所拘留，太守欲杀之。主簿曰：“此非常人，不可杀也。”主簿亲自送至州，见益州牧刘璋，璋父焉昔为巴父祥所举孝廉，见巴惊喜，每大事辄以咨访。

影视作品中刘巴 

　　刘璋本来是亲曹派，派张松去对曹操表明态度。不料因为张松其貌不扬，曹操对他冷冷淡淡，憋了一肚子气回来的张松便劝刘璋和刘备合起来对付曹操。刘璋没什么主见，也就同意了。

　　入幕刘璋的刘巴给了刘璋一个很有战略眼光的建议：不要接纳刘备。“巴谏曰：‘备，雄人也，入必为害，不可内也。’既入，巴复谏曰：‘若使备讨张鲁，是放虎于山林也。’璋不听。巴闭门称疾。”(见《零陵先贤传》)

诸葛亮 

　　在政治上极为幼稚的刘璋没听刘巴的逆耳忠言，张松暗通刘备的事情败露后，刘璋才明白刘巴当初的意见是正确的。

　　但此时大势已去，益州果然很快被刘备收入囊中。刘备围攻益州时，曾号令三军：“谁敢加害刘巴，就灭他三族。”后来，士兵们拿住了无法逃身的刘巴，刘备大喜。

　　刘备再次盛情相邀，诸葛亮也写信对刘巴苦言相劝，走投无路的刘巴只好谢罪归附，被刘备任命为左将军西曹掾(刘备此时的主要官职是左将军，西曹掾主管府内官吏的任用)。

　　诸葛亮对此也十分高兴，因为自从刘巴上任以后，诸葛亮的工作负担减轻了很多。刘备称汉中王后，以刘巴为尚书;法正去世后，又将刘巴晋升为尚书令，负责处理日常政务。