《三國志》記載：劉巴，字子初，零陵烝陽（今湖南衡陽縣）人也 。劉巴自幼聰穎，異于常兒，少年時即以才學聞名郡中，荊州牧劉表屢次征召他，舉薦他為茂才（秀才），劉巴皆堅辭不就。
曹操統一北方大部后，率大軍南伐荊州時，荊州官民、士人皆隨劉備南逃，劉巴卻反其道而行，北上投奔了曹操。曹操任他為掾吏，遣他到荊州南三郡即零陵郡、桂陽郡、長沙郡去勸降。
當劉巴取路南下，風塵仆仆抵達荊南三郡時，赤壁之戰已經結束，孫劉聯軍大破曹操，曹操留曹仁鎮守襄陽、樊城，自率殘部倉惶北逃，零陵、桂陽、長沙三郡被劉備奪占，由諸葛亮督理。這樣一來，劉巴身陷「敵占區」進退失據。
劉巴無法從荊州北返許都向曹操復命，又瞧不上劉備，不愿為其效力，便打算南下交趾郡（今越南北部），再繞道益州（今四川）而北上，劉巴動身往交趾前，致信給極力招納他的諸葛亮說：
「乘危歷險，到值思義之民，自與之眾，承天之心，順物之性，非余身謀所能勸動。若道窮數尺，將托命于滄海，不復顧荊州矣」《三國志·劉巴傳》。
劉巴寫這封信，是向諸葛亮表示，自己既然無法完成曹公交給的招降任務，也不想留在荊州。這一來，等于婉拒劉備、諸葛亮拋來的橄欖枝。
諸葛亮深感劉巴是個難得的人才，眼下治理荊州，亟需這樣的人才輔佐。怎能讓他遠去！于是連夜離開臨烝，匆匆往南追上劉巴，苦口婆心勸他加入劉備集團。
劉巴打心眼里瞧不上劉備，但見諸葛亮不辭勞苦遠道追來，一片誠心，仍婉言推辭道：「我受曹公之命招降四郡（包括武陵），既然無法完成使命，就應當回去（銷差）。
先生何出勸降之言」？劉巴一心向曹，沒有接受諸葛亮的招攬，離開荊州輾轉南下。諸葛亮勸劉巴歸順雖沒成功，但他也未強行挽留他，體現出他對劉巴抉擇的理解與尊重。但劉備卻對劉巴的不屑深以為恨 。
《三國志》援引《零陵先賢傳》說，劉巴到交趾后，改姓為張。后與交趾太守士燮不和，乃北上經牂牁道（今貴州境內）至益州（四川）投奔州牧劉焉，劉焉留他為幕客（參謀），每有大事均向他咨詢問策。劉焉死后，其子劉璋為益州牧，仍任 劉巴為幕僚 。
後來劉璋迎劉備入川，欲用他幫助抵御漢中張魯，劉巴極力反對他這樣做。《三國志》注引《零陵先賢傳》記載說：
「（劉）璋遣法正迎劉備，（劉）巴諫曰：‘’（劉）備，雄人也，入必為害，不可內也」。
劉巴反對迎劉備入川，勸劉璋說：「劉備是乃一世梟雄，迎他入蜀猶如引狼入室，來后必為禍害，萬不可讓他進來啊 」。劉璋不聽，執意引劉備入川。劉備來后，劉巴又勸諫劉璋道：
「若使（劉）備討張魯，是放虎于山林也」 。
劉璋拒聽，劉巴于是稱病閉門不出。不久劉備果然反攻劉璋，襲取益州。劉備率軍圍攻成都時，因諸葛亮屢屢舉薦劉巴，說劉巴比自己更厲害、更有才，氣度大、善于招賢納士的劉備下令諸軍 說：
「其有害（劉）巴者，誅及三族」 。
劉備下令入成都后諸將士不得侵害劉巴，敢違令者誅滅三族。劉璋獻城投降后，劉備率軍入成都，劉巴前來請罪，劉備大喜，既往不咎，欲加以重用。
劉巴在蜀漢政權中算是很有才干和智謀。就連諸葛亮都說：
「若論運籌帷幄，吾遠不如劉子初」。
諸葛亮認為，劉巴的長處是出謀劃策或治理朝政，如果讓他親自擂鼓作戰，臨陣殺敵，或者去鼓舞百姓的勇猛精神，就要另當別論了，畢竟那不是他所擅長的。
劉備入成都時，為獎勵麾下有功將士們，就把劉璋庫藏的財物分給了大家，致使軍用不足，捉襟見肘，劉備很是憂慮，卻束手無策。
劉巴獻策道：「易耳，但當鑄直百錢，平諸物賈，令吏為官市 」。
解決這個問題并不難，只要鑄造些直百（面值百文？銅）錢，平抑（諸）物價，讓官吏把官市管理好就行了。劉備按他的方法去做，沒多久就府庫充盈，財政狀況快速好轉。由此可見，劉巴具有非凡的經濟頭腦。
劉巴雖然才干出眾，但一向自命不凡，特別高傲，幾乎無人入他法眼，能讓他折節相待。張飛是蜀漢政權三號人物，他特別喜歡結交士人（敬君子），為表示尊重，他特意到劉巴府上去拜訪，劉巴依然牛氣沖天，不理睬張大將軍，連話都懶得和他說一句，張飛很憋氣，怏怏告退。
諸葛亮得知后，主動去勸劉巴說：「張飛雖實武人，敬慕足下。主公今方收合文武，以定大事；足下雖天素高亮，宜少降意也」。
張飛誠然是一介武夫，但他尊敬仰慕您。主公（劉備）當前正在廣招文武英才，以便完成復漢大業。足下您雖然秉性高雅，但也應該隨和些，和張飛搞好關系。劉巴沒聽進去，說：
「大丈夫處世，當交四海英雄，如何與兵子共語乎」？
大丈夫處世，當廣交天下英雄，和一個糾糾武夫有什麼好說的？劉備聽說后，非常生氣，說：「我想平定天下，劉子初那廝專門和我作對。他是想回曹操那里去，借道于此，哪有真心幫助我成就大業呢 」？
反倒是張飛有度量，他當時雖然很氣劉巴慢待自己，事后待劉巴仍然和當初那樣敬重，并沒有到大哥劉備那里去告狀，也沒說劉巴一句不是，仍和劉巴正常共事。 劉備目睹這一情況，只好自找台階下，說：
「子初才智絕人，如孤，可任用之，非孤者難獨任也」。
劉巴才智過人，看來只有我能任用他，別人哪能（很難）駕馭得住他啊。
諸葛亮盡力規勸劉巴，使劉巴的態度有所轉變，待人接物不像之前那樣高傲了。後來法正病死，劉備讓劉巴接替他為尚書令。
