吞并东川
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。”他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（今四川三台），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。
建立后蜀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。
同年九月，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。[26]长兴四年（933年）二月，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。同年十一月，唐明宗驾崩。[27]应顺元年（934年）正月，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。是年四月，孟知祥改元明德。
晚年病逝
明德元年（934年）六月，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。他立儿子孟昶为皇太子，命其监国。
同年七月，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。
为政举措孟知祥称帝后，任命赵季良为司空兼门下侍郎、同平章事，王处回为枢密使，李仁罕为卫圣诸军马步军指挥使，赵廷隐为左匡圣步军都指挥使，张业为右匡圣步军都指挥使，张公铎为捧圣控鹤都指挥使，侯弘实为奉銮肃卫指挥副使，毋昭裔为御史中丞，李昊、徐光溥为翰林学士。
历史评价
张唐英：知祥以戚里之亲，领三蜀之寄，馆留宫中，日宴卧内，其恩可谓隆矣。及明宗即位，重诲专政，始构疑贰，遂变诚节。擅诛李严，专留季良，遂结董璋，攻遂、阆，其跋扈之心著矣。议者以王、孟僭窃，其恶均一。予以建之不臣，犹有可恕，尝论之于前矣。知祥始末臣于后唐，托葭莩之援，阶将相之贵，故当勤王戮力，为国藩辅，而乃亻间然自帝，不复顾忌，迹其素心，其乱臣贼子也。王夫之：①谯纵、王建、孟知祥、明玉珍蹶然而起，熸然而灭，恃险愈甚，其亡愈速矣。
②董璋、孟知祥，所倚以镇抚诸将而定蜀者也，而乱蜀者璋与知祥。[36]吴任臣：同光之末，庄宗罹祸，明宗入立，中原非复沙陀氏有也。高祖雄据西蜀，肇造丕基，庶几乘时之英杰，议者辄以葭莩之戚，君臣之谊，责其不勤王，不谢罪，过矣。若乃叱斩李严，不动声色，驱除董璋，举无遗算，克定东川，奄有山南，倘亦所谓天授威武者与。
彭遵泗：夫考古之籍，推蜀之由，张仪之启疆、公孙之跃马、谯纵之迫胁、李特之流乱、刘辟之狂戆、王建之发迹、知祥之踵据、玉珍之草窃，争城夺地，创霸图王，而皆抚有蜀民，不敢荼毒。蔡东藩：蜀王知祥，乘间称帝，彼既知从厚幼弱，不久必乱，奈何于亲子仁赞，转未知所防耶！观人则明，对己则昧，知祥亦徒自哓哓耳。
轶事典故
得灯便倒
孟知祥未称帝前，有一个叫醋头的和尚，手持灯檠，每到一处便高呼道：“不得灯，灯便倒。”人们都不知道是什么意思。后来，孟知祥登基称帝，结果在位七个月便病死，人们这才知道这句话的意思。
不过两代
孟知祥到西川时，见蜀地艰险坚固，便有割据的想法。他抵达成都后，夜宿于郊外。有一人推着小车经过，车上的东西都用袋子装着。孟知祥看到后便问：“你这车子能装多少袋？”那人回答道：“最多能装两袋。”孟知祥听后，心中很不高兴。后来，后蜀果然二代而国亡。
董字无头孟知祥讨伐董璋时，胜负难料，众将意见不一。孟知祥为了表示信心，便写信给董璋，却因失误把“董”写成了“重”，为此很不高兴。判官李镐却率众将向孟知祥贺喜，孟知祥道：“现在胜负难料，有什么好贺喜的！”李镐道：“董字是草字头下一个重，如今大王把草字头去掉，只写一个重，这是表示”董“字无头。这是我军必胜的预兆。”于是，军心大振，一战击败董璋。
主要作品
《全唐文》收录有孟知祥的文章五篇：《下蜀国教》、《起兵西川示诸州榜》、《收阆州示西川榜》、《收下夔州并黔南榜》、《讨平董璋榜》。