此时，清军大兵压境，李自成节节败退，兵力已然捉襟见肘，自是无暇兼顾川北战事，马科久等援军不至，又见摇黄十三家归附大西军，广元势蹙，遂领兵撤回汉中，与韩文合力抵御大西军的进攻。
张可旺率军追过宁羌，在五丁峡与大顺军遭遇，马科见大西军声势浩大，不敢硬拼，立刻传令全军依托地势据险坚守，张可旺连攻数日，白白折损了不少将士，却是毫无进展，两军一时相持不下，谁都无法取胜。
就在张可旺一筹莫展之际，忽有张献忠密谕传来，说大顺军既已退入陕西，且不必再追，即刻撤军返回成都，待开春重新部署之后，再全力攻取西安。
张可旺本就是归心似箭，见了密谕自是求之不得，遂留下白文选镇守广元，然后与定国一同撤军返回。
进了成都，张可旺和定国顾不上回府休息，就立刻马不停蹄地赶往宫中向张献忠复命。见可旺和定国风尘仆仆而来，张献忠连忙吩咐太监为他们搬来座椅，奉上糕点香茶。
二人一路赶回，早已是饥渴难耐，当即也不跟张献忠客气，一屁股坐在椅上，抓起糕点就往嘴里送，又从托盘上接过茶杯，就着茶水将糕点囫囵咽下肚去，然后将茶杯放回托盘，你一言我一语地向张献忠述说起驱逐大顺军出川的经过。
张献忠听得是兴致勃勃，中间还时不时地插上两句，等二人把话说完，张献忠这才向他们询问道：“如今川蜀基本平定，一班文臣皆劝老子早正大位，立国建号，与李闯争夺天下。然而也有人劝老子将蜀王的儿子立为监国，奉大明正朔，收拾人心，等天下大定之后再杀了那个姓朱的小儿，自己做皇帝。你们都是俺老张的儿子，老子的天下，将来也就是你们的天下，依你们看，该如何抉择为妥？”
张献忠话音刚落，定国便抱拳言道：“父王，大明毕竟有近三百年基业，人心尚在，非一朝一夕能够消亡。如今李自成逼死崇祯帝，已成众矢之的，咱们不妨立那蜀王世子为帝，延明正朔，如此一来，那些仇恨李自成的官民士绅必将归附于我，分散于各地的前明官军，亦不再与我为敌！我大西军便可以整合全部力量，与李自成一较高下！”
张可旺一听当时就不乐意了，连连摇头道：“老二之言大谬！这兵马都是咱们自己招的，官民投降的也是咱们大西军，与那朱家的小子有个屁干系？父王你想，咱们举事也有十几年了，烧皇陵，杀藩王，哪一件干的不是反对他朱家皇帝的事？如今为了消灭李自成，却要咱们拥戴朱家的小子，这是何道理？”
张献忠见二人意见相左，所言又皆有一定道理，一时也没有了主张，于是吩咐二人暂且退下，待自己深思熟虑之后再做决断。
次日清晨，文武百官循例前来朝贺，张献忠身穿西王冠冕，端坐于承天殿上，在鼓乐声中，众文武排着整齐的队列，缓步走进承天殿。
待至贺毕，张献忠留下汪兆龄等文武官员二十余人殿上赐座。
等到众人皆已坐定，汪兆龄旋即起身走到大殿中央，躬身向张献忠诵贺道：“王上承天应命，鼎定蜀府，三川郡邑，望风而降。寰海宇内，莫不臣服，臣等庆拊龙鳞，择栖良木，万里追随，终得偿志。惟愿王上早正大位，以告天下，以安民心！”
汪兆龄的这番说辞，张献忠听得是云里雾里，忍不住把话打断道：“汪丞相，你这绕来绕去的，把老子都绕糊涂了，不必这么啰嗦，你想要干啥，直说就是！”
汪兆龄连忙伏跪在地，叩首禀报道：“昨夜微臣与诸位大人商议，大伙都是一个意见，请王上早日登基称帝！”
昨夜张献忠一宿未眠，想的全都是称帝之事，今日见汪兆龄提起，张献忠猛地从宝座上站了起来，背扣双手，扫视一眼殿中诸臣，继而言道：“这些时日，不少人劝老子先扶立朱明后裔，挟天子以令诸侯，然而老子思虑了多日，如今南京已经立了一个福王，老子就算再立一个蜀王，招牌亦不如他南京的响亮，况且那李自成都已经称了帝，老子不比他差，如何就做不得皇帝？”
汪兆龄见张献忠答应称帝，不禁欣喜若狂，赶忙跪倒在地用颤抖的嗓音高呼道：“大西开国，天命所归！陛下上承天命，下应民心，实乃普天同庆之盛世也！”
就在说话间，承天门外忽然传来一片嘈杂之声，张献忠不明所以，赶忙吩咐张可旺下殿查看。不一会儿功夫，就见张可旺捧着一大叠劝进表章回到了承天殿中。
张可旺让太监把劝进表递至张献忠案前，然后抱拳禀报道：“承天门外是各营将士以及地方缙绅叩阙上表，请父王早正大位！儿臣刚刚已向他们宣布，父王答应择日登基，他们这才陆续欢呼散去。”
张献忠满意地点了点头，伸手拿起劝进表，随意翻看了几页，上面尽是些晦涩艰深的长篇大论，犹如天书一般。
张献忠将厚厚一叠劝进表重新扔回案前，自嘲着说道：“一堆之乎者也，它们认得老子，老子却不认得它们！也罢，既然大家都让老子登基，老子登基便是！你们且赶紧替老子挑个好日子。”
汪兆龄早有准备，不慌不忙地说道：“王上，明日便是大吉之日！十一月子属水，十六日又是金日，水能生金、克火！正是预示我大西克胜朱明的黄道吉日也！”
“什么？明日就登基？这未免也太仓促了吧！”张献忠不可置信瞪大了双眼，还以为是自己听错了。
一旁严锡命连忙解释道：“王上尽管放心，登基所用之衮冕舆服，郊天祭祀之地，以及玉玺宝座皆早已准备妥当，大典礼仪流程，诸文武大臣也都演练过很多次了，只待黄诰颁下，一切自然水到渠成！保证万无一失！”
张献忠听罢不禁哈哈大笑道：“好啊，到头来老子倒是最后一个知道的！既然如此，择日不如撞日，明天就明天吧！”
“王上圣明！”这些文臣前来归附，本就是为了当一个从龙之臣，如今心愿达成，自是欢呼雀跃。
等到群臣欢呼完毕，定国这才上前躬身言道：“父王，如今天下四分，各自建元，其中福王于南京继承明朝帝统，尽管仅剩半壁江山，却是人心归附；李自成虽失京师，然仍占有陕西、山西、河南诸省，河塞之险牢不可破，可谓坐拥地利；满洲以为明讨闯之由，窃居京师、河北、山东，是占了天时。然我大西旬月就得巴蜀，绅民争相归附，已得人和；蜀中内有沃野千里，外扼四塞险阻，再得地利；南京草创，李闯新败，又兼得天时！天时地利人和我皆占齐，巴蜀虽小，却能以此根基囊括天下！不过当今形势，最重要的还是顺应人心，先前儿臣赞同扶立蜀王世子也是此意！现父王既已决定称帝，但仍需优待前明宗室，承袭前朝旧制，如此方能够天下归心，成就万世基业！”
“定国所言极是，咱们立国第一要务便是要确定规矩制度！”张献忠将目光转向严锡命等文臣，继续说道，“你们都是有大学问的人，这些事还得劳烦你们多多费心了！时间紧迫，下午就议个章程出来，待日暮之前报于我知！”
从承天殿下来，汪兆龄、严锡命、吴继善、王国宁、宋日英、江鼎镇、龚完敬、胡默等文臣各带喜色，互相揖贺了一声“恭喜！”，然后便一齐退到朝房，商议新朝章程去了。
十一月十六日，张献忠正式在承天殿登基称帝，国号大西，以成都为西京，蜀王府为皇宫。改元大顺，造新历，曰通天历，并铸大顺通宝，颁行全川。
诏民间称自己为老万岁，家家户户皆必须立“西朝皇帝万岁”的牌位于家门口，供奉香花。
册封张可旺为平东王、张定国为安西王、张文秀为抚南王、张能奇为定北王，张可旺与张定国俱称千岁，并于蜀王府内建造东西二王府，张可旺居东府，定国居西府。
又以张可旺节制文武百官，改明旧制，设丞相一职，所有一切大小事务先由丞相裁决，然后呈报皇帝。
封汪兆龄为东阁大学士兼左丞相、严锡命为内阁大学士右丞相；另有吏部尚书胡默、户部尚书王国宁、礼部尚书吴继善、兵部尚书龚完敬、刑部尚书李时英、工部尚书王应龙；京畿道御史齐之奂。
并设四将军：张可旺为平东将军，监十九营；张定国为安西将军，监十六营；张文秀为抚南将军，挂先锋印，监十五营；张能奇为定北将军，监二十营。
设五军都督府：中军府都督兼五城兵马司都督王尚礼，提督御营，提督皇城都指挥窦名望；另有前军府都督白文选、后军府都督冯双礼、左军府都督马元利、右军府都督张化龙、水军都督王自奇、水师左都督王复臣、水师右都督王自羽等。
除王尚礼、窦名望两都督坐镇成都外，其余各都督皆统兵分镇于各地州县。
由于正值非常时期，成都城内严格实行门禁和保甲法，各门设一兵部、二都督，门军守备一千人，严查出入人等。同时为了方便战时调兵，张献忠还下旨将成都城内的主要街道尽数拓宽至十来丈，所有妨碍街道拓展的房屋全部拆毁，改造后的街道能容纳五十骑并行而过。
登基大典结束后，为了填补各州县官吏的空缺，张献忠当即传谕全川军民人等，要在成都开科取士。一时间，前来应试的生员多达九千余人，遂以汪兆龄为主考，严锡命为副主考，刘承吉为提调。经过多轮会试，取进士五十名参加廷试。
廷试在保和殿举行，由张献忠亲自主持，张献忠当场手书大字试题一道：《以兵胁蜀，同定江山》，命太监传示各座，照题做文。最终选定樊为璧为状元，欧阳直为榜眼，史缵传为探花。
随即，张献忠又对大西军进行了大刀阔斧的整编，合计编为一百二十个营，每营设一名总兵，总兵之下，另设副将、参将、都司、游击诸官。
每十营设都督一名，全国共设都督十二名，其中以四十个营驻防成都四门，由张可旺、张定国、张文秀，张能奇四将军统御，其他八十个营分驻于各州县。另还有龙韬、虎略、神策、天讨、虎贲、鹰扬、天威、羽林、虎威、豹韬十营，为中军都督管辖，称御营，一切地方事物皆由中军府都督王尚礼负责裁决处分，若非重大事务，不必上奏皇帝。