景福二年（893年），王建被加封為同平章事。乾寧二年（895年），邠寧節度使王行瑜、鎮國節度使韓建、鳳翔節度使李茂貞聯合進逼京師，誅殺宰相韋昭度、李溪，並謀廢唐昭宗。李克用在河東起兵勤王，王建也派簡州刺史王宗瑤帶兵救駕。同年，王建以顧彥暉不出兵為由，命王宗滌討伐東川。不久，王宗滌在楸林擊敗顧彥暉，斬殺敵將羅璋，進圍梓州。

乾寧三年（896年），王建在唐昭宗的詔令下，罷兵返回成都。同年七月，李茂貞再次進犯京師，燒燬宮殿，唐昭宗逃往華州（今陝西華州區）。王建得知後，上表請求皇帝遷都成都。不久。王建被任命為鳳翔西面行營招討使，討伐李茂貞。

乾寧四年（897年），王建再次命王宗滌攻打東川，又命王宗謹攻打鳳翔。不久，王建命王宗侃取渝州、王宗阮取瀘州，開通峽路。同年五月，王建親自率兵攻打東川。不久，唐昭宗任命諫議大夫李洵為兩川宣諭使，詔令王建罷兵。王建不肯奉詔。唐昭宗貶王建為南州刺史，任命李茂貞為西川節度使。李茂貞拒絕接受任命，唐昭宗只得恢復王建官爵。十月，梓州城破，顧彥暉自殺，王建任命王宗滌為東川留後。

光化三年（900年），王建兼任中書令，東川、信武軍兩道都指揮制置等使，賜爵琅琊王。天復元年（901年），王建被改封為西平王。同年，宦官韓全誨將唐昭宗劫持到鳳翔，被梁兵圍在城中。李茂貞堅守不住，打算求和。王建暗中派人勸說李茂貞，讓其堅守城池，並稱自己會出兵救援。不久，王建派王宗滌攻取興元。天復二年（902年），武定節度使拓跋思敬歸降王建，王建終於得以兼併山南西道。天復三年（903年），荊南節度使成汭兵敗身死，王建趁機奪取夔州（今重慶奉節東）、施州（今湖北恩施）、忠州（今重慶忠縣）和萬州（今重慶萬州區）。八月，王建被封為守司徒，進爵蜀王。

天復四年（904年），王建與李茂貞修好，將女兒（即普慈公主）嫁給李茂貞的侄子李繼崇。八月，朱溫弒唐昭宗，立唐哀帝，並遷都洛陽，改元天祐。但王建仍使用天復年號，並在成都設立行台，自行任命官員。天復六年（906年），王建取歸州（今湖北秭歸縣），佔有三峽之地。

天復七年（907年），朱溫篡位，建立後梁。王建不承認後梁的正統性，並傳檄天下，要聯合各藩鎮討伐朱溫。但是，各藩鎮都知道王建的真實用意，無人響應。王建又打算稱帝，並寫信給晉王李克用，主張二人「各帝一方」，李克用沒有同意。與此同時，兩川之地不斷有祥瑞出現。

同年九月，王建召集將佐，商議稱帝之事，眾將都勸道：「大王雖然忠於唐朝，但是唐朝已經滅亡，正所謂『天與不取，反受其咎』啊。」於是，王建率領官員、百姓痛哭三日，隨後於九月二十五日即皇帝位，國號大蜀，並大封百官、諸子。