公孙述，字子阳，扶风茂陵人（今陕西省咸阳市境内）。
汉哀帝时期，其父公孙仁为河南都尉（今河南省洛阳市东部，郑州市及开封市中西部地区）。由于其父亲的关系，公孙述被保举为清水县长（今甘肃省天水市境内）。
公孙仁觉得公孙述太过年幼，派遣一博学门客随公孙述赴任，一个月后，门客从清水返回，对公孙仁说：“小少爷不是我能辅佐之人。”
后来太守觉得公孙述贤明，令其监管附近四县，在公孙述的治理下，五县百姓富庶，夜不闭户，路不拾遗。连续多年没有奸盗之事发生，吏民称道，其他郡县都说定是有神灵庇佑。
新莽时期，公孙述调任成都卒正（王莽新设，官职等同于太守，今四川省成都市境内。），也颇具贤名。
新莽后期，群雄四起，南阳人宗成自称“大汉虎牙将军”，占领汉中（今陕西省汉中市境内）。洛县富商王岑也拉了一支部队（陕西省商洛市地区），自称“定汉将军”，杀了洛县县令响应宗成，二人的队伍一度发展至数万人。
公孙述听说如今豪强林立，全国各个州郡都在掀起反莽热潮，他推测王莽的覆灭只是早晚的问题，他不愿意陪同王莽这只破船沉没于乱世，于是也决定叛新辅汉。
可公孙述自己只是一郡太守，手下并没有多少兵马，于是公孙述便迎宗成和王岑入蜀，以免被周围郡县攻打。公孙述原以为二人都自称汉将，必是仁义之师，哪知二人进入成都后，烧杀劫掠，欺男霸女，做尽恶事，成都百姓苦不堪言。
公孙述召集成都豪强、富绅对他们说：“天下苦王莽久矣，我原以为这宗成、王岑是仁义之师，将他们引入成都保境安民。没想到他们竟然是披着羊皮的恶狼，所到之处妇女遭辱，豪强遭灾，他们不是仁义之师，而是流寇盗匪！我引他们入蜀，我有错，我对不起大家。如今我决定兴兵讨伐二人，你们若是愿意助我赶跑二人，那便有钱的出钱，有粮的出粮，有人的出人。若是不愿意，那就当我没说。”
由于公孙述在成都任职期间，将成都治理的井井有条，深得百姓爱戴。再加上宗成、王岑对豪强们强取豪夺，豪强们早就恨透了他们，于是纷纷响应公孙述。
得到了当地豪强的支持，公孙述很快就击溃了二人，王岑死于乱战之中，宗成的副将垣副也杀掉了宗成，率部向公孙述投降。
击败了宗成后，公孙述已得五万大军，他此时才深刻的感受到，原来权利是如此的美妙。原来他无论是做县令，还是做太守，都有上司管着，可如今打了大胜仗，他却不知道向何人汇报。诸多事宜原先自己都是想到一个方案，然后向上申请，得到批准后，才能实施，有时候上司不理解自己，还会驳斥他的想法。而如今，自己想干什么就干什么，再也不用看任何人的脸色。
于是公孙述便暗中私造印绶、圣旨，并安排人假扮汉使，当众授予他成都太守、益州牧。
虽然身份是自己伪造的，但也好歹有了名，名正则言顺，公孙述凭借着自己兵强马壮，迅速攻占了蜀地和汉中，势力得到进一步的扩大。
更始帝刘玄迁都长安后（今陕西省西安市境内），任命张忠为益州牧。公孙述这个假冒的益州牧自然是不会让位给正主，于是将张忠驱离蜀地。
刘玄得知消息后，勃然大怒，派遣李宝率领大军入蜀。
公孙述由于一直以汉益州牧自居，他害怕如果和更始帝撕破脸，自己之前的伪装就会被识破，也就会众叛亲离，于是惶惶不可终日。
心腹李熊看到公孙述竟不派兵抵御李宝，问其原因，公孙述遂将心中顾虑说出。李熊对公孙述说：“天下的百姓对谁是皇帝一点也不关心，什么嬴皇帝、刘皇帝、王皇帝，和百姓有什么关系呢？不管谁做皇帝，百姓也没机会看到皇帝。贫农所在意的不过是自己能不能有一片地种，能不能有一口吃的，能不能有间茅屋，豪强所在意的不过是自己家中有多少存粮，有多少金银，能不能入朝为官有一定权力。川蜀之地在将军的治理下，贫农安居乐业，豪强也有不错的利益，许多豪强子弟也在将军帐下受到了重用，他们自然会拥护将军。反观如果将军被更始帝击败，那川蜀之地就会远离政治中心，豪强们的利益肯定不如现在，贫民也不一定比现在的日子好。所以将军大可放心出兵，蜀中百姓一定会支持将军的。”
听了李熊的一番话，公孙述豁然开朗，令其弟公孙恢率兵攻打李宝。公孙恢凭借着蜀中山河之险要，大败李宝，可更始帝新封的汉中王刘嘉却在此时趁虚而入，将汉中从公孙述手中夺走（今陕西省汉中市境内）。
虽然丢了汉中，可公孙述还是凭借着击败李宝名声大噪，威震益州，豪强们看到公孙述的确有实力保护他们的利益，对公孙述更加信任，便给予了公孙述更多的支持。公孙述也在李熊的建议下，任用更多的豪强子弟为官，豪强和公孙述之间的联系更为密切。
李熊看到时机成熟，便对公孙述说：“现在天下虽然更始帝刘玄暂时夺了大位，可暗流依然在涌动，割据势力加起来远比刘玄要强大的多。将军割据川蜀之地，拥有沃野千里，地盘比之前的商汤、周武要大上十倍，何不趁此称王？以安定蜀中百姓的民心，让他们更有归属感。日后将军再励精图治，奋发图强，称霸天下也并不是不可能啊。”
公孙述本就有此意，于是便让李熊暗中联络此事。李熊联络了蜀中文武，再三劝进，公孙述便同意了文武的请求，自立为“蜀王”，定都成都。
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