明末，北方湧現出幾十支農民反明政府軍隊伍，幾年後，本屬高迎祥、李自成張獻忠獨立出來，向南發展。1643年，張獻忠反明軍於攻佔武昌，號稱“大西王”，建立起大西農民政權。
張獻忠佔據武昌後，因與同為起義軍的李自成軍及明軍左良玉所部相比，勢力較弱，從而自感處於兩虎之側，遂南下武昌，率兵進佔長沙，時為明崇禎十六年七月二日（1643年8月15日）。張獻忠率大西軍20萬人分水陸兩路向湖南進軍。陸路連克咸寧、蒲圻、臨湘；由水路南進的農民軍亦連續攻克洪湖、嘉魚到達嶽州以北的城陵磯。並以水陸兩路部隊向嶽州發起猛攻。嶽州明軍抵擋不住，明偏沅巡撫李乾德、總兵孔希貴等向長沙狼狽逃去。長沙北面門戶洞開。
張獻忠攻克嶽州後，除分出部分兵力組成小部隊深入湖南各州縣活動外，大部主力則由他親自率領，從陸路直指長沙，迅速攻下湘陰。八月二十二日（10月4日），大西軍抵達長沙城下。
此時，長沙城內早已亂成一團。從荊州逃來的惠王朱常潤和長沙的吉王朱慈煃一夕數驚，不知如何是好。湖廣巡撫王聚奎懾於大西軍的威勢，根本不敢作戰，只顧逃命。只有巡按御史劉熙柞、長沙推官蔡道憲等準備組織抵抗。但在大西軍抵達長沙之前，劉熙祚、李乾德已護送吉王、惠王等逃向衡州，僅留下蔡道憲等守城。這時，大西軍的水師營已經控制了長沙城北的三汊礬，並向北城發動了試探性的進攻。而陸上軍隊則已在戴家湖、白果林一帶與官軍總兵孔希貴部接戰，很快就將孔希貴部包圍殲滅。
據清謝道承編纂《福建通志》記載，蔡道憲，字元白，福建晉江人。崇禎丁丑進士。本來是要去雲南大理府做推官，但又被朝廷改補為長沙府推官。大憲軍圍攻長沙時，重臣大帥均已遁走，蔡道誓死固守。明守城副總兵尹先民“夙稱名弁”，蔡道憲“結之以衛民”。上年還到武漢做過鄉試同考官的蔡道憲是明末難得的一個有治績更有氣節的官員，大西軍亦知道這一點，很希望他能歸順，同時為了儘量減少攻城可能造成的損失，遂向長沙城內喊話，“軍中久知蔡推官名，速降，毋自苦”。蔡道憲雖孤軍拒守，但拒絕投降，對城外大西軍並以“強弩射之”，大西軍戰士在其組織的抵抗之下被射殺無數。大西軍決定加強攻勢，並迅速將全城包圍。10月7日（八月二十五日），即長沙被圍的第三天，明守城將領尹先民、何一德首先向大西軍投誠，吉王府左丞黃明治“亦潛送款迎賊”，大西軍勝利進入長沙。
蔡道憲[A1] 知獨力難支，“乃整衣冠，北向泣拜”，隨後為敵所擒。張獻忠見到蔡道憲後，特意走下臺階，軟中帶硬地說：“我素知公，公勿自苦。”道憲厲聲怒罵，張獻忠將其“釋而又縛，縛而又釋者三”。又請來尹先民勸降，道憲見到他，氣憤質問“朝廷何負爾而反”，然後朝其拳打腳踢，“複數賊罪大罵”。張獻忠知道無法使其屈服，遂施以磔刑，即割肉離骨，斷肢體，再割斷咽喉。道憲從容就戮，賊左右皆為流涕。“氣垂絕，猶作忿恨聲”。張獻忠問：“何恨？”蔡曰：“恨不殺先民耳！”心血直濺會子手的臉上，行刑者為之昏僕。蔡道憲死時年僅29歲。道憲被殺後，衙卒林國俊、李師孔等九人侍立不去。張獻忠降見他們降而不屈者，下令一律殺掉。前面的五位衙卒皆一一引頸受刑後，剩下的四人忽然站起來說：“願葬主而後死。”敵人被他們的這種道義所感動，同意了其請求，“於是，四人解衣裹道憲體，血肉狼籍，點血在地，皆拭之。”將其葬於南城外醴陵陂後，“皆自經死”。張獻忠下令將九人一起葬於蔡道憲墳旁。
清光緒《湖南通志》則記載了一位長沙女子在張獻忠軍攻陷長沙城時的事蹟。當時兵吏皆逃，這位女子執戈登陴擊賊。敵人對她喊話說：“官兵失守，汝女子何能為？”女子回答：“以愧天下男子者。”然後大罵而死。
大西軍攻克長沙後，張獻忠[A2] 採取了一系列措施。對那些堅持與起義軍為敵的官僚予以堅決鎮壓，被俘後堅不肯降的長沙推官蔡道憲、逃往湘鄉企圖聯繫官軍進行反抗的長沙舉人馮一第都被處死。對那些放下武器並願意與其合作的官員則繼續任用。張獻忠發佈通告說：“孤提天兵臨長沙，一日之內兩府三州歸順。副總兵尹先民、何一德帶兵效順，即願前驅進取江西，孤甚嘉之。封先民、一德世襲伯，所部將領皆為總兵。”寧鄉縣一個叫黎光照的官吏，在大西軍到達時，主動逮捕知縣向大西軍投降，被張獻忠任命為寧鄉縣知縣。張獻忠還十分注意招賢用能，爭取知識分子的支持。一是開科取士，二是個別吸收。當時，長沙有一位姓趙的武進士隱居不出。他臂力過人，能倒曳兩頭水牛。張獻忠聽說後，即遣“騎士厚幣往迎”、“旌旗載道，車騎如雲，鼓吹引前，武夫擁後，金幣列庭，遜詞徵聘”，其場面十分隆重。趙遂欣然投附，被張獻忠封為“二王”。張獻忠還對部隊進行了擴編，將原來的4營擴大為9營，“四營皆老卒，五營皆新附”。
當然，貪財無度的張獻忠在長沙城內更是採取了大肆“蒐括富室”的行動，這其中就包括吉王府。這位長沙吉王，據說是當時明朝分封各地的眾多藩王中“最富”者。四川江口出水的金錠上刻“長沙府天啟元年分歲供王府足金五十兩正吏楊旭匠趙”字樣，充分證明張獻忠確實在長沙城內進行過“蒐括富室”的行動。此外，張獻忠也採取了諸如免徵三年錢糧，“散財賑貧，發粟賑饑”等措施。
明崇禎十七年（1644）元宵節前，已進入西安的“闖王”李自成志得意滿，稱孤道寡，建立了大順政權。此時，偏處湖南一隅的“大西王”張獻忠在長沙城內卻召開了一次名為“長沙決策”的重要會議。本次會議主題關係著張獻忠的軍隊將往何處去。
張獻忠的養子張可望認為，湖南水陸交通十分發達，長沙之地四面受敵，無險可守，大軍應順江東下，奪取南京，爭得龍盤虎踞之地。
軍師汪兆麟則提出：明軍重兵沿長江兩岸，重兵防守，且武昌被明軍將領左良玉攻佔，南京駐有黃得功、劉良佐之部皆為勁敵。目前李自成正在北方與明軍將領孫傳庭過招。我們不如趁此時機，效法武侯諸葛亮奪取四川天府之國，稱雄天下，至少也可像劉備一樣，來個天下三分鼎立的局面。
四川乃“天府之國”，有“帝王之基”的美稱。軍師汪兆麟的提議，張獻忠和眾將領甚為認同，決計以四川為根據地，“然後興師平定天下”。明崇禎十七年（1644）正月十六日，即元宵節之次日，張獻忠率水陸大軍30萬，木船萬隻，離開長沙，踏上了進軍四川的征途，經荊州去了四川。在長沙（主要是王府中所蒐括的金銀財寶）和湖南各地蒐括所得，自然也被張獻珍帶到了四川。這批金銀財寶，因張獻忠在四川最後兵敗而沉於江底。
張獻忠四川兵敗沉銀，不僅民間有傳說，史書亦有記載。考古發掘表明，該批沉銀主要集中在四川眉山彭山區江口，該處已獲出水文物逾萬件，360年來張獻忠沉銀的民間傳說和歷史文獻記載得到實證確認。在這批出水文物中，有部分與湖南特別是長沙有關，四川眉山市警方破獲的特大盜掘倒賣文物案中，即有來自長沙的金錠，即屬於此處文物中之一種。
近年來，長沙市文物考古隊對東牌樓及其附近進行考古發掘時，找到了吉王府宮殿地基以及吉王府內水井，也曾出土過大批珍貴文物，而唯獨對金銀財寶發現很少，其原因恐與張獻忠不無關係，四川江口沉銀中長沙財寶的出水與張獻忠將長沙城內蒐括到的財寶運往四川有著密切的關聯。