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。
由于刘巴总是不搭理张飞，张飞为此很愤懑，两人关系一直很紧张，诸葛亮曾劝刘巴对这位皇弟客气些，但刘巴也不买账。很重桃园结义之情的刘备对刘巴的这一点很反感，他对诸葛亮说：“刘巴这个人才智人，如果无人替代，那么就用他，如果有人替代，那么就不必用他了。”
诸葛亮回答：“运筹策于帷幄之中，吾不如子彻远矣。”（见《三国志·蜀书·刘巴传》裴松之注）刘备闻毕才打消了放弃刘巴的念头。
关于刘巴冷落张飞这件事，东吴智囊之张昭也站在刘备一边，认为刘巴这个人太过分。但吴主孙权却另有一番自己的看法，他说：“如果让刘巴随波逐流，取悦于刘备，他又怎能称得上是高士呢？”
刘巴为人节俭，不愿与人交往，只重公事。刘备登基时，所有文诰策命都出自刘巴之笔。刘继兴考证，其时有诸葛亮、法正、刘巴、李严、