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公元前316年，秦国先后吞并蜀国、巴国。秦张仪、司马错筑太城（府南城、龟城），次年，张仪在太城以西筑少城（府西城）。

公元前256年，蜀郡太守李冰造石人作测量都江堰水则，是华夏最早水尺。公元前141年，蜀郡太守翁在成都建立了国最早的地方官办学堂“翁石室”。

公元前106年。秦末、汉初成都取代原而称“天府”。西汉元封五年（公元前106年），汉武帝分天下为十三州，置益州。王莽改益州为庸部，蜀郡为导江，治临邛。

新朝地皇五年（公元24年），公孙述称帝，定成都为“成家”。又改益州为司隶，蜀郡为成都尹。东汉时仍为蜀郡。东汉末年，刘焉做“益州牧”，从原广汉郡雒县移治于成都，用成都作为州、郡、县治地。

西汉时期，成都的织锦业已十分发达，设有“锦官”，故有“锦官城”即“锦城”之称；秦汉成都的商业发达，秦时成都即已成为全国大都市，西汉时成都人口达到7.6万户，近四十万人。

汉代成都是世界漆器工艺的心和华夏茶化的诞生地。

成都在三国时期为蜀汉国都，东汉末年、天下扰乱、群雄逐鹿，汉室宗亲刘备在军阀混战崛起。延康元年（公元220年），曹操之子曹丕篡汉，次年（公元221年），刘备以汉室宗亲的身份在蜀地蜀都称帝，延续了汉朝大统。