崇祯十六年，五月，在天亮以前，王光恩派人箭书将信件射入西营军中。信中王光恩表露了归顺桂藩“行营”的意思，并与张献忠约定好了里应外合，举火夺城的时间。

张献忠身边新近得宠的一位谋士汪兆龄对此多有质疑，他严重怀疑王光恩此人天性狡诈，与大西军约定时间夺城，可能只是一个陷阱。冒然按照信上时间出兵，反而可能落入王光恩的彀中，损兵折将。

但是徐以显、张可望还有张定国三人，全都力劝张献忠当机立断，不可错失良机。张定国更是主动请缨，表示愿意率领先锋部队，先行夺城，如果真的有诈，也不至于使得大西军损失太大。

张天王将大胡子一甩，拔出宝剑，一剑斩断案板，叱道“入他娘的咱老子亲自上”

张献忠主意已定，马上就组织兵马，等到城墙上闪亮起王光恩约好的火把信号以后，装模作样攻城好几天的大西军，立刻雄风大振，全力攻城。

王光恩则派他的兄弟王光泰和王昌率兵控制城门，自己则和潘独鳌率领锐士数百人，直扑府衙官署。樊一蘅和高斗枢两人尚在梦中，猝不及防，马上就被王光恩控制住了，其余川兵，由于此前蜀王被乱兵所杀一事，本来就人心惶惶，生怕自己也被治罪。大西军一攻破城门，张定国率先拿出桂王朱由榔的诏书，宣布城中军民，无论前缘，一概赦免。

守军因此皆无固守之心，数万团练兵，一时大溃。其余一些有头有脸的成都士绅名流，则在大西军拿出桂王诏书以后，也全部半信半疑，不知如何是好。

作为城中官绅主心骨的樊一蘅和高斗枢又被王光恩给控制住了，成都全城的抵抗终于彻底瓦解。

张献忠又在张可望的建议下，做足了场面话，特意张起黄盖，又树立起一面“明”字大旗、一面“朱”字大旗，还有一面“桂”字大旗，大摇大摆地入城了。

直到这时候城中官绅才终于确信，大西军居然还真的是拥戴桂王入城

本来被王光恩俘虏，正欲寻死殉国的樊一蘅、高斗枢二人，也因此立场动摇。这其中高斗枢本来就和王光恩关系密切，潘独鳌又亲为二公释绑，取出桂王朱由榔所写的册封张献忠为“天王”、王光恩为“翼王”的监国诏书。

樊一蘅与高斗枢互相看了看，都觉得这时的情况十分尴尬，又让人无所适从。可是自己的性命握在敌人的手中，桂王又确实是一个崇祯死后有权力继位的近支宗室，一时无法，也只好跪地受诏。

张献忠占领成都以后，立即照允前诺，以崇祯皇帝已为东虏杀害，天下无主，皇位虚悬为名，拥立桂王朱由榔继承大统。

在一番简陋的登极大典以后，张献忠便越俎代庖，宣布改元太平天国。太平天国这个年号，固然是张献忠和朱由榔两人身为天主教教徒，受到了耶稣会传教士安文思的影响。但本身也颇符合传统，毕竟宋朝时宋太宗便使用过太平兴国的年号。

张献忠又以成都为西京，蜀王府邸为天王府，并令跟随张天王多年的老兄弟，工匠出身的新任尚书王应龙督造皇宫事实上就是把豪华的蜀王府据为己有，而让屁股还没坐稳的新皇帝天国皇帝朱由榔蜗居在巡抚衙门里。

除此以外，为了尽快平定全川，收编那些一直在和大西军为难的官绅武装。张献忠还是做出了一些让步，虽然事实上太平天国朝廷的一切大政皆出于天王府，永历不过是被置于笼中，可终究委任了德高望重的樊一蘅为首席大学士兼礼部尚书，高斗枢为东阁大学士兼刑部尚书。

当然，太平天国朝廷的实权既然操于张献忠的手中，他就不会真的把权力交给刚刚归顺自己的两个明朝督抚。

立下大功的潘独鳌终于实现了自己白衣卿相的梦想，以东阁大学士兼兵部尚书入阁办事，徐以显则任吏部尚书，汪兆龄则为户部尚书，王应龙为工部尚书。

除此以外，为了收拢四川人心，张献忠又找来了四川广元人吴宇英担任川北巡抚。为了招揽割据四方和大西军为敌的明军官绅武装，张献忠同样不吝官爵，发出了许多公侯伯爵，用来拉拢曾英、杨展、朱化龙等许多割据明军。

最重要的军事方面，张献忠除了自封天王以外，即以翼王王光恩为通军主将，坐镇成都实际上是将王光恩控制在大西军包围之中，使得王光恩的翼殿不能发展实力。之后又给自己的义子广封王爵，先是令其恢复本来姓名，然后便以孙可望为东王和右军主将，李定国为西王和左军主将，艾能奇为北王和前军主将，刘文秀为南王和后军主将。