景福二年（893年），王建被加封为同平章事。乾宁二年（895年），邠宁节度使王行瑜、镇国节度使韩建、凤翔节度使李茂贞联合进逼京师，诛杀宰相韦昭度、李溪，并谋废唐昭宗。李克用在河东起兵勤王，王建也派简州刺史王宗瑶带兵救驾。同年，王建以顾彦晖不出兵为由，命王宗涤讨伐东川。不久，王宗涤在楸林击败顾彦晖，斩杀敌将罗璋，进围梓州。
乾宁三年（896年），王建在唐昭宗的诏令下，罢兵返回成都。同年七月，李茂贞再次进犯京师，烧毁宫殿，唐昭宗逃往华州（今陕西华县）。王建得知后，上表请求皇帝迁都成都。不久。王建被任命为凤翔西面行营招讨使，讨伐李茂贞。
乾宁四年（897年），王建再次命王宗涤攻打东川，又命王宗谨攻打凤翔。不久，王建命王宗侃取渝州、王宗阮取泸州，开通峡路。同年五月，王建亲自率兵攻打东川。不久，唐昭宗任命谏议大夫李洵为两川宣谕使，诏令王建罢兵。王建不肯奉诏。唐昭宗贬王建为南州刺史，任命李茂贞为西川节度使。李茂贞拒绝接受任命，唐昭宗只得恢复王建官爵。十月，梓州城破，顾彦晖自杀，王建任命王宗涤为东川留后。
光化三年（900年），王建兼任中书令，东川、信武军两道都指挥制置等使，赐爵琅琊王。天复元年（901年），王建被改封为西平王。同年，宦官韩全诲将唐昭宗劫持到凤翔，被梁兵围在城中。李茂贞坚守不住，打算求和。王建暗中派人劝说李茂贞，让其坚守城池，并称自己会出兵救援。不久，王建派王宗涤攻取兴元。天复二年（902年），武定节度使拓跋思敬归降王建，王建终于得以兼并山南西道。
天复三年（903年），荆南节度使成汭兵败身死，王建趁机夺取夔州（今重庆奉节东）、施州（今湖北恩施）、忠州（今重庆忠县）和万州（今重庆万县）。八月，王建被封为守司徒，进爵蜀王。
天复四年（904年），王建与李茂贞修好，将女儿（即普慈公主）嫁给李茂贞的侄子李继崇。八月，朱温弑唐昭宗，立唐哀帝，并迁都洛阳，改元天祐。但王建仍使用天复年号，并在成都设立行台，自行任命官员。天复六年（906年），王建取归州（今湖北秭归县），占有三峡之地。
天复七年（907年），朱温篡位，建立后梁。王建不承认后梁的正统性，并传檄天下，要联合各藩镇讨伐朱温。但是，各藩镇都知道王建的真实用意，无人响应。王建又打算称帝，并写信给晋王李克用，主张二人“各帝一方”，李克用没有同意。与此同时，两川之地不断有祥瑞出现。
同年九月，王建召集将佐，商议称帝之事，众将都劝道：“大王虽然忠于唐朝，但是唐朝已经灭亡，正所谓‘天与不取，反受其咎’啊。”于是，王建率领官员、百姓痛哭三日，随后于九月二十五日即皇帝位，国号大蜀，并大封百官、诸子。
翌年正月，王建在成都南郊祭天，然后大赦境内，改元武成。同年六月，王建加尊号为英武睿圣皇帝，并立次子王宗懿为皇太子。武成二年（909年），王建颁行《永昌历》。
永平元年（911年）正月，普慈公主与丈夫李继崇不和，要求返回成都，王建便把公主召回。李茂贞大怒，发兵攻打蜀国边境。王建命王宗侃、王宗祐等人讨伐岐国。王宗侃在青泥战败，被围困在西县。王建亲自出征，岐军方才退去。