Năm 552, nhà nước kình địch là nhà Lương, sau vụ nổi dậy của Hầu Cảnh và cái chết của Hầu đầu năm đó, có hai người tranh giành quyền kế vị. Người thứ nhất là Tiêu Dịch, người kiểm soát các khu vực trung tâm và miền đông. Người thứ hai là Tiêu Kỉ, người kiểm soát khu vực miền tây. Cả hai người đều là con trai của hoàng đế sáng lập nhà Lương là Vũ Đế Tiêu Diễn.

Tiêu Kỉ mang quân đánh Giang Lăng - thủ phủ của Tiêu Dịch. Tiêu Dịch, dưới sức ép cuộc tấn công của Tiêu Kỉ, buộc phải nhờ sự trợ giúp của Tây Ngụy. Tây Ngụy bèn cách tấn công vào hậu phương của Tiêu Kỉ, đánh vào Ích Châu (益州, nay là miền trung Tứ Xuyên). Vũ Văn Thái tin rằng đây là cơ hội lớn cho Tây Ngụy xâm chiếm Tứ Xuyên và Trùng Khánh, nhưng khi thảo luận vấn đề này thì phần lớn các tướng khác chống lại. Tuy nhiên, Uất Trì Huýnh là người ủng hộ kế hoạch này và yêu cầu tấn công ngay. Vì thế Vũ Văn Thái giao cho ông làm tổng chỉ huy cùng 6 tướng khác đem quân tấn công vào hậu phương của Tiêu Kỉ[1], và cuộc tấn công này bắt đầu vào mùa xuân năm 553. Uất Trì Huýnh nhanh chóng tiến tới kinh đô của Tiêu Kỉ tại Thành Đô (成都).

Quân đội của Tiêu Kỉ, khi đó đang giao chiến với quân của Tiêu Dịch ở gần Giang Lăng (江陵, nay thuộc Kinh Châu, Hồ Bắc), bị sụp đổ. Tiêu Kỉ bị Tiêu Dịch bắt được và giết chết.

Sau khi Uất Trì Huýnh vây hãm Thành Đô trong 5 tháng, những người phòng giữ Thành Đô là Tiêu Hội (蕭撝 - anh em họ của Tiêu Kỉ) và Tiêu Viên Húc (蕭圓肅 - con trai Kỉ) đầu hàng. Các tỉnh cận kề cũng nhanh chóng hàng theo và Tây Ngụy chiếm đóng lãnh thổ của Tiêu Kỉ. Vũ Văn Thái giao cho Uất Trì Huýnh làm tổng quản Ích Châu, chịu trách nhiệm quản lý cả 12 châu bao quanh.

Năm 554, thêm 6 châu nữa được giao cho Uất Trì Huýnh quản lý, tổng cộng là 18 châu. Tuy nhiên, do Uất Trì Huýnh là người chí hiếu[1], và mẹ của ông còn ở kinh đô Trường An, nên Vũ Văn Thái sau đó đã cho triệu hồi ông về kinh đô.