Tưởng Uyển tiếp tục thực hiện chính sách giống như thời Gia Cát Lượng còn sống, do đó việc triều chính vẫn tương đối ổn định.

Về chính sách đối ngoại, Tưởng Uyển tạm ngưng tiến hành chiến tranh với Tào Ngụy, cho rút binh đồn trú ở Hán Trung về Phù huyện[14], chuyển sang thế cầm cự đối với nhà Ngụy. Sang năm 237, hoàng hậu Trương thị qua đời, được ban thụy là Kính Ai hoàng hậu và được an táng ở Nam Lăng.[15]Đến tháng 1 năm sau, 238, Lưu Thiện lại lấy người em gái của Trương hậu lên làm hoàng hậu và lập người con trai trưởng là Lưu Duệ làm thái tử, con nhỏ Lưu Dao làm An Định vương[16][17].

Năm 239, Lưu Thiện phong Tưởng Uyển lên chức Đại tư mã, nắm quyền điều hành triều đình và quân đội. Sang năm 240, triều đình Thục Hán cử Trương Nghi làm thái thú Việt Thường, đem quân bình định các cuộc nổi dậy ở quận Việt Thường. Về sau sức khỏe Tưởng Uyển không tốt, bèn giao quyền hành lại cho Phí Y. Năm 243, Lưu Thiện phong cho Phí Y làm Đại tướng quân, nắm quyền trong triều.

Năm 244, Tào Sảng và Hạ Hầu Bá dẫn quân Ngụy tấn công vào khu vực Hán Trung[18]. Đại tướng quân Phí Y đưa quân ra chống cự, buộc quân Ngụy lui quân. Đến tháng 11 năm 246, Tưởng Uyển lâm bệnh qua đời[19]. Từ thời điểm này, Lưu Thiện tự mình nắm quyền triều chính, còn Phí Y tuy giữ chức Đại tướng quân nhưng chỉ lo việc quân, vì thế Lưu Thiện lại tin dùng hoạn quan Hoàng Hạo. Từ đó thế lực của Hoàng Hạo bắt đầu tăng lên, chi phối triều chính.

Năm 249, Thái phó Tư Mã Ý ở nước Ngụy làm đảo chính, giết chết quan phụ chính Tào Sảng. Tướng Hạ Hầu Bá sợ bị liên lụy, bèn trốn sang hàng Thục. Mùa thu cùng năm, đại tướng quân Khương Duy tiến hành bắc phạt, nhưng không thành công, hai tướng Cấu An và Lý Thiều đầu hàng quân Ngụy[20]. Năm 251 Khương Duy một lần nữa đưa quân tấn công Tây Bình của nhà Ngụy, nhưng không thắng phải rút quân về. Năm 252, Lưu Thiện phong cho người con thứ là Lưu Tông làm Tây Hà vương.

Năm 253, Phí Y bị hàng tướng của nhà Ngụy là Quách Tuần sát hại[21]. Từ đó Khương Duy trở thành người thống lĩnh quân đội. Trong các năm từ 253 đến 256, Khương Duy nhiều lần đưa quân bắc phạt song hầu như không thu được kết quả đáng kể.