董璋因剑门失守，遣使向西川求救，孟知祥忙派赵廷隐分兵援救，但唐军攻破剑门后，却在剑州止步不前。孟知祥闻讯大喜：“如果唐军急速赶赴东川，一定能解遂州之围，到时两川必然形势危急。如今却不再进军，不足为虑也。”石敬瑭在剑门与赵廷隐交战，大败而回。不久，张武、袁彦超相继夺取渝州、黔州。
李仁罕攻破遂州，夏鲁奇自杀，孟知祥任命李仁罕为武信军留后，并让人拿着夏鲁奇的首级在官军阵前示众。石敬瑭撤军而回，利州刺史李彦珂、夔州刺史安崇阮皆弃城而逃，而当时唐军的后勤供给也有问题，后唐明宗为此责问安重诲。不久，安重诲以离间孟知祥、董璋等人的罪名被杀，后唐明宗将西川进奏官苏愿、进奉军将杜绍本遣回西川，招抚孟知祥，称其留在洛阳的家属皆安然无恙。
孟知祥得知家属无恙，而安重诲也已被杀，便欲邀董璋一起向朝廷谢罪，董璋却不同意，道：“孟公的家属安然无恙，而我的子孙却被杀害，我为什么要谢罪？”孟知祥三次遣使劝说，都被其拒绝，便让观察判官李昊前去晓以利害。董璋认为孟知祥出卖自己，盛怒之下出言侮辱李昊，李昊便劝孟知祥攻打董璋。
此时，董璋已经抢先对孟知祥动兵，攻破了汉州，孟知祥亲率赵廷隐等人迎战，与董璋对阵于鸡距桥，并命东川降将招降董璋。董璋道：“事情已到这个地步，不能后悔了。”在士兵鼓噪下挥军出战，结果两军刚刚交战，偏将张守进便投降西川军。孟知祥趁机大败董璋。董璋败后，想让儿子董光嗣投降孟知祥，以保全家族，董光嗣哭道：“自古以来哪有杀死父亲来求活路的，我宁愿与您一起死。”父子一同逃走，孟知祥命赵廷隐追击，但却没有追上。不久，董璋逃到梓州，却在兵变中被杀，董光嗣也自缢而死，孟知祥遂吞并东川，占据两川之地，但也没有再向朝廷请罪。
枢密使范延光闻知董璋败死，对后唐明宗道：“孟知祥虽然占据两川，但士兵都是东方人。孟知祥害怕他们因思家发动兵变，一定会借取朝廷的势力来威慑他们。陛下如果不屈意招抚，他恐怕也不会自己归顺。”唐明宗道：“孟知祥是我的旧友，因为被人离间才到如今这个地步，我为什么要屈意呢？”于是，便派供奉官李存瑰（孟知祥的外甥）前去安抚。
李存瑰返回洛阳，奉上孟知祥的表文，请求授赵季良、李仁罕、赵廷隐、张业、李肇五位节度留后为节度使，并索要刺史以下官职的封授权与蜀王的爵位，同时将福庆长公主已经病死的消息告知朝廷。后唐明宗为福庆长公主发丧，并以阁门使刘政恩为宣谕使，到西川宣谕，孟知祥命令将领朱滉前去朝见后唐明宗。
后唐明宗任命孟知祥为检校太尉兼中书令，行成都尹、剑南东西两川节度使、管内观察处置、统押近界诸蛮，兼西山八国云南安抚制置等使，并以工部尚书卢文纪为使，册拜孟知祥为蜀王，赵季良五人也都被拜为节度使。
唐明宗驾崩，孟知祥在成都即皇帝位，国号蜀，史称后蜀，并以赵季良为宰相。不久，潞王李从珂与皇帝李从厚争位，后唐内乱。山南西道节度使张虔钊、武定军节度使孙汉韶皆归附后蜀。
张虔钊、孙汉韶抵达成都，孟知祥设宴招待，却在席间突然发病，立儿子孟昶为皇太子，命其监国。孟知祥病逝，太子孟昶继位，追谥孟知祥为文武圣德英烈明孝皇帝，庙号高祖，葬于和陵。
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