早期生涯
汉哀帝时期，公孙述以父公孙仁保任为郎。后来公孙仁为河南都尉，公孙述就补为清水（在今甘肃省清水县）县长。公孙仁以公孙述年少，派遣门下掾随他到任。月余，掾辞归，向公孙仁说：“公孙述不是等待教导的人。”后来太守因其很有能力，使他兼摄五县，结果五县政事维护的很好，奸盗不再发生，郡中的人却说是有了鬼神的缘故。王莽天凤年间（公元14年―公元19年），公孙述担任导江（即原蜀郡）卒正（太守） ，治所在临邛（今四川邛崃）。也享有能力之名。
蜀中起兵
更始元年（公元23年），更始帝刘玄即位，建立更始政权，豪杰们各在所在的县起兵响应，南阳人宗成自称“虎牙将军”，侵入汉中；又有商人王岑也起兵于雒县，自称“定汉将军”，杀了王莽的庸部牧以响应宗成，众合数万人。公孙述听说，就派遣使者迎接宗成等。宗成等到成都，虏掠暴虐。公孙述很厌恶，于是召集县中豪杰对他们说：“天下同苦于王莽新室，思念刘氏很久了，所以一听到汉将军到，我就派人驰去迎接。现在百姓无辜而妇女儿童都成了俘虏，百姓的家室房屋都遭焚烧，这是寇贼，不是义兵。我想保郡自守，以等侍真主。你们愿意同我一起干的请留下，不愿意的可以走。”豪杰们都叩头说愿意效死。公孙述于是使人诈称汉使者从东方来了，命公孙述暂时代理辅汉将军、蜀郡太守兼益州牧印绶。就选精兵千余人，向西攻击宗成等人。等到达成都，发展到数千人，于是对宗成发起攻击，大败宗成。宗成将领垣副杀了宗成，率众向公孙述投降。
更始二年（公元24年）秋天，更始帝派柱功侯李宝、益州刺史张忠，率领兵众万余人侵掠蜀、汉。公孙述依靠蜀地地势险要，民众归附，有自立为王的意志，就派他弟弟公孙恢，在绵竹大败李宝、张忠，并将他们赶走。由此以后公孙述威震益部。功曹李熊对公孙述说：“现在四海汹涌不安，平民百姓肆意议论。将军割据千里，地方十倍于过去的商汤、周武王，如能奋威德以投合天时，就可以成就霸王之业。应改名号，以镇抚百姓。”公孙述说：“我也考虑过，你的话启发了我。”于是自立为蜀王，定都在成都。
建元称帝
蜀地肥沃富饶，兵力精强，远方的士民多去归附，西南的邛、笮等部族的酋长都来贡献。李熊再向公孙述说道：“现在山东饥馑，人庶相食；遭到兵灾的屠灭，城邑都成了丘墟。蜀地沃野千里，土壤肥腴，果实所生，虽不耕种也可饱腹。女工纺织之业，衣服可以覆盖天下。名贵木材竹干，器械之富饶，取之不尽用之不竭。又有鱼盐铜银之利，浮水转漕运输之便。北面据有汉中，阻塞褒、斜的险要；东面扼守巴郡，拒扞关（今重庆市奉节县）之口；地方数千里，战士不下百万。见到有利时机则出兵而扩大地盘，无利则坚守而从事于农业。东面可下汉水以窥秦地，南面顺着江流以震荆、扬。所谓拥有天时地利等一切成功的条件。现在你蜀王的声名，已闻于天下，而名号未定，有志之士在狐疑观望，应当即大位，使远方之人有所依归。”公孙述说：“帝王是天命所归，我怎么能承当得起呢？”李熊说：“天命没有一定的，老百姓归附能者，能者承当起使命，你还怀疑什么呢！”
东汉光武帝建武元年（公元25年）四月，公孙述 自立为帝，国号成家（一作大成 或成），崇尚白色，建元龙兴。以李熊为大司徒，以其弟公孙光为大司马，公孙恢为大司空。改益州为司隶校尉，蜀郡为成都尹。
当时，越巂土著任贵也杀死王莽时所任命的大尹枚根而占据其郡，随后降公孙述。公孙述就使将军侯丹开白水关，北守南郑；将军任满从阆中下江州，东据扞关。于是所有益州之地尽归公孙述所有。