大約在兩億多年前，四川一帶還是茫茫滄海，由於亞歐大陸的板塊運動，青藏高原突起，海水下洩，從此四川盆地變成肥沃桑田。早在200多萬年以前，這裡有了人類活動。根據古人類學的發現和研究，四川的史前時代相當於舊石器時代早期和地質學年代上的更新世早期。1986年巫山縣廟宇鎮本坪村尤骨坡發現古人類的上內側門齒和下頜骨化石，經中國科學院用古地磁方法測定，其地質年代為更新世紀早期，距今200萬年～204萬年。人類學家命名為“巫山猿人”。此前在資陽黃鱔溪發現舊石器時代晚期的人類頭骨化石，具有明顯的蒙古利亞人種的特徵，古人類學家認為屬於新人類型，其絕對年代距今1萬年～5萬年，並將其命名為“資陽人”。
大約在公元前3600年，關於古人類的神話傳說逐漸形成，一代代巫師們口口相傳，而最早關於蜀國記載的是楊雄的《蜀王本紀》和常璩的《華陽國志》，志說：“蜀之為國，肇於人皇，至黃帝，為其子昌意娶蜀山氏之女，生子帝嚳，對其支庶於蜀，世為侯伯、歷夏、商、周，武王伐紂，蜀與焉。”表明在遠古的洪荒時代，四川境內的蜀國影響是非常大的，根據廣漢三星推出土的文物推斷，早在4000年前，蜀人就已經在川西平原建立起了奴隸制國家。
“蜀”的名稱最早見於商代的甲骨文。蜀的祖先原來生活在黃河中上游的古羌人，他們沿岷江流域南遷進入四川盆地，被稱為蜀山氏，他們在成都平原建立王國，李白《蜀道難》中提到的“蠶從及魚鳧”就是最早稱王的兩個君主。蠶從最早開始養蠶織絲，魚鳧最早從事漁獵。
其實蠶叢王與魚鳧王之間還有柏灌王，據《蜀王本紀》載，這三個王“各數百歲”，各領風騷數百年，所以王必定不是一個人，而是統治蜀國的這個氏族，是數代人甚至數十代人，就像是後來的一個朝代，但學界一般認為，這三代是蜀山氏稱雄的時期。
在魚鳧王起兵幫助周武王伐紂之時，後方空虛，在朱提一帶從事農耕生產的濮人聯合梁人向東佔據了蜀國，杜宇王憑藉先進的農耕文化，建立王朝，號望帝，當他在外治水的時候，鱉靈篡位建立開明王朝，號叢帝，杜宇王歸隱西山，也就是退回朱提，蜀國人民懷念他，認為他死後化為杜鵑，每逢春耕時節就日夜啼血，催人播種，因此杜宇王朝的國都郫也被稱為鵑城。
開明王朝統治蜀國則是在戰國時期，蜀國與中原各國秦嶺阻隔，秦嶺以北的秦國惠王一心想要吞併蜀國，苦於大軍無法前行，輜重無法跟進，於是謊稱要送五條金牛，五個美女給蜀王，蜀王信以為真，派五個大力士破山開道，這條蜀道就是此後兵家必爭的“金牛道”，公元前316年，秦國趁蜀國和巴國發生戰爭之機，派大將司馬錯率軍南下，一舉滅掉了蜀國和巴國，古蜀國滅亡。
關於“蜀”名稱的來歷，史書記載中有兩種說法：一說蜀就是蠶，是因古蜀王蠶叢教民栽桑養蠶而得名。二說法是“蜀”是一種形態象蠶、但能螫人的毒蟲，因此“蜀”很可能是商朝統治者對蜀人的一種賤稱。而蜀人把在四川貿易的中原商朝人稱叫“商人”，代指所有商人。
有關巴族的記載最早見於殷墟甲骨文，叫“巴方”或“巴奠”，最早生活在今陝西省漢水流域，以後逐漸向東南方向遷移，進入今湖北清江流域和重慶境內。關於“巴”名稱的來歷說法不一：二說是因川東兩條河流的形狀而得名；二說是川東盛產的一種植物“巴茅”而得名；三說巴民族把蛇作為圖騰崇拜，蛇的象形字就是巴，所以有學者指出“巴蛇食象”就是指巴族與崇拜大象的彭族之間的通婚，“食”是指婚配或者性愛。莫能助 四說是因為古代巴人鑿石穴居住，川東人稱石為巴，因此得名。
巴國君巴子因助周武王伐紂有功，被封為子爵國，流傳至今的傳說只有巴國名將巴曼子，他曾用自己的頭臚從楚王手中換回忠州三城，巴國以上卿之禮把他的遺體葬在七星崗。巴國在春秋戰國時期經常與楚國發生戰爭，正是因為長期戰亂，巴國的都城不斷遷徒，先後都於墊江（合川）、豐都、閬中、重慶，在重慶的時間最長。而巴王的陵墓主要集中在枳城，所以枳城也叫涪陵。
秦滅掉巴蜀之後，在四川境內設立巴郡、蜀郡和漢中郡，至此，四川開始實行郡縣制、融入到中原文化中。歷代統治四川的帝王都將最高治所設在成都，故成都為古蜀都，三國時劉備在四川稱帝，史稱“蜀漢”，五代時王建和孟知祥也先後在四川稱帝，史稱“前蜀”和“後蜀”。“巴”“蜀”也就成了四川地區的簡稱。
