Tháng 6 năm 29, quân phiệt Tần Phong bị quân Hán tiêu diệt, Sầm, Nhung đều xin hàng Công Tôn Thuật ở đất Thục. Ông được nhiệm chức Đại tư mã, Nhữ Ninh vương.

Năm 30, Kỵ mã đô úy của chính quyền Thành Gia là Kinh Hàm đề nghị lấy Sầm, Nhung chia hương bắc, đông tiến đánh quân Hán, anh em của Thuật và quan viên người Thục can ngăn, Thuật đối với bọn Sầm cũng có điểm nghi kỵ, nên không theo kế hoạch này. Mùa hạ năm ấy, bọn tướng Hán là Lý Thông, Vương Bá, Hầu Tiến tiến đánh Hán Trung, viện quân của Thuật bị phá, nhưng Sầm lại được Ngôi Hiêu giúp đỡ, đẩy lui quân Hán. Năm 34, con Hiêu là Ngỗi Thuần đầu hàng nhà Hán, quân Hán tập trung tấn công chính quyền Thành Gia ở đất Thục.