據隨軍傳教士回憶，張獻忠出川，深慮各營中婦女眾多，有礙行進，敕令次日將婦女引至大營外一律殺之。獻忠除有正後四名外尚有嬪妃三百人，除留后妃二十人服役諸事外，余二百八十盡皆殺絕。至於各營婦女，齊集一處，號令一下，亂砍亂殺，叫冤哭喊之聲，震動天地，婦女屍身堆積如山，血流成河。……計是日所殺婦女之數……僅少婦竟達二十萬人之多。
張獻忠殺婦女後，狂喜欲舞，並向百官稱賀，謂已脫婦女之扼，身無掛累，前行無阻，定得天下。
被張獻忠部隊擄去的婦女，凡是有姿色的都被輪姦得奄奄一息，然後割下首級，將屍首倒埋進土中。女人的下體朝上，據他們認為可以壓制炮火。除了在一種情況下婦女可以免死，那就是張獻忠的士兵一進入百姓家，家裡的婦女裝出十分情願的樣子主動與士兵相淫。因此張獻忠的士兵經過的地方，婦女不得不首先迎出來，自己脫衣供他們侮弄，這樣才有機會救一家人的性命。
從崇禎元年（1628年），張獻忠同李自成延安起事，到張攻陷四川建立大西國政權，再到順治三年（1646年）兵敗亡於西充，以及後來其殘部在川東、貴州一帶盤桓，寇掠禍害。他們的軍隊到底殺了多少人？歷史上恐怕永遠無法準確統計，明史上稱有六十多萬。只看他們的鐵蹄橫掃四川前後四五十年，禍遍巴蜀。“舉兵不當，被患無窮”（董仲舒《春秋繁露》），使物力豐饒的天府之國，變為百里人煙俱滅，莽林叢生、狼奔豕突之地。戰亂使百姓棄田舍逃亡，在戰禍最烈的十來年間，稼穡不生，顆粒無收，造成人相食。因此川人死於饑饉、瘟疫者又倍於刀兵。這對當時的社會生產力帶來了毀滅性的破壞，造成歷史的大倒退。據有關專家考證，平定亂局後，直至順治十八年（1661年），清代第一次戶籍清理，四川省僅有八萬人左右。而明末崇禎以前，蜀中人口是三百萬以上。以後一百來年中，康乾時從湖廣移民填四川，正緣此而來。
崇禎十六年（1643年）春天，張獻忠連陷廣濟、蘄州、蘄水等地。他進入黃州的時候百姓都逃走了，於是他驅趕婦女鏟城，之後將城裡的婦女全部殺死填入溝塹。張獻忠的軍隊由鸚鵡洲進至道士，沿路浮屍遮蔽江面，水面上人的脂油厚達幾寸，水裡的魚鱉都不能再吃。
崇禎十七年（1644年），李自成攻入北京，崇禎皇帝在煤山自縊。接著清軍入關，張獻忠攻佔成都，稱大西王，建立大西政權。張獻忠到了蜀地後大開殺戒，男子無論老幼一律殺死，或者剝皮後剁碎製成醢醬。婦女們被兵士集體輪姦，輪姦後用刀殺死。張獻忠患了瘧疾，他就對天許願說如果病好了就以“朝天蠟燭兩盤”貢奉給上天，直到他病好以後周圍的人才明白這話是什麼意思。張獻忠命令兵士，專砍女子的纖足，每個兵士必須至少進獻十雙小腳。那些如狼似虎的士兵專門搜尋女子的纖足，只要遇見女子就地先將腳砍下來。不到半天軍營中的小腳已經堆積如山。張獻忠命人將收集來的三寸小腳堆成一座山的形狀，稱為蓮峰。他回頭一看自己的小妾的腳也很小，就順便砍下來堆在蓮峰頂上，隨後再將這些小腳架火燒燬，名為點朝天燭。至於男子則被砍腦袋或割下陽具，也堆在一起在太陽下暴曬。
張獻忠性格狡譎嗜殺，一天不殺人就悒悒不樂。他在蜀地開科取士，取中一名姓張的狀元。張狀元的外表學問都很優秀，容貌長得像美女一樣嬌艷。張獻忠對他非常寵愛，吃飯睡覺形影不離。但是有一天張獻忠忽然對左右隨從說：“我很愛這個狀元，一刻捨不得他離開，還不如殺死了他，免得整天牽腸掛肚。”於是將張狀元砍成好幾塊，用布囊裝了掛在床邊。接著他又懸榜詭稱開科取士，召誘士子前來應考，令人在地上挖掘一個深三四丈的大坑，待這些寒窗十年的讀書人來到青羊宮考場後，就被張獻忠下令推進土坑活埋。張獻忠在中園坑殺成都百姓，明朝投降的各衛籍軍九十八萬人全部被殺死。他派遣手下四個將軍分道屠戮蜀中的各府各縣，名為“草殺”。張獻忠又創造了生剝皮法，就是在人皮還沒有被完全剝下而人已經死去的，劊子手抵死。屬下的將卒以殺人數目的多少敘功。若屬下表現出不忍心的神情，張獻忠就將他們處死。都督張君用、王明等數十人都因為殺人少而被剝皮。
當時川中百姓被屠殺一空，據《明會要》卷五十記載：明萬曆六年（1578年）四川有“戶二十六萬二千六百九十四，口三百一十萬二千七十三”，到清康熙二十四年（1685年）就陡減至“一萬八千零九十丁”。一些四川縣志上的戶口記載也可以說明，如民國《溫江縣志》卷一記載：溫江縣在張獻忠死去十三年後僅存三十二戶。經過這一次劫難，可以說如今沒有幾個四川人是土生土長的。當時的民諺說：“歲逢甲乙丙，此地血流紅”，“流流賊，賊流流，上界差他斬人頭。若有一人斬不盡，行瘟使者在後頭。”平民被殺完了，張獻忠就派心腹去士兵中間竊聽，士兵偶有怨言，就會全家被殺。
張獻忠為什麼要將四川人殺之一空？有個荒誕不羈的說法是因為當時的四川人過於奢靡淫逸，因而上天降怒，讓張獻忠殺盡四川平民。當時蜀中婦女的裙子，都是在白羅上用紅絲碧線繡成風流的香艷詩句，然後飄若驚魂地在市井間盈盈經過，路上行人都注視著繡裙上的文字。另外蜀中女子流行穿一種高底、厚約三四寸的繡鞋，鞋跟是用檀木雕琢而成，裡面藏著香檀雕的花蕾，並放入香末，高底鞋跟下開個小孔，每走一步，足底就會漏出一朵花狀的香末。因為張獻忠的肆虐，後來的四川女子或許美艷的還有，但再也沒有以前的那種詩意盎然的風流韻致了。
川中自從遭到張獻忠的殺戮，城內都雜樹成拱，野狗吃起人肉像虎豹那樣的兇猛，在路上咬死人，不吃乾淨就走了。百姓逃到深山中，穿著草編的衣服，遍體都生了毛。順治三年（1646年），在四川已經赤地千里之後，張獻忠向陝西進發，企圖與清軍爭奪西安。他焚燒了成都的宮殿廬舍，率眾出川北進，又想盡殺川兵。屬下的將軍劉進忠統率川兵，聽到這個消息逃跑了。在鹽亭界鳳凰坡，張獻忠被清兵捕獲斬首。當清軍到達成都府時，整個成都只剩下不到二十戶人。
清代彭遵泗所寫的四卷《蜀碧》記述了張獻忠在四川時的所作所為，書前作者自序說全書是他根據幼年所聽到的張獻忠遺事及雜采他人的記載而成。當時的西洋傳教士也有相關的記載。
張獻忠的殘忍或許讓人難以接受，其實這是遊民的最真實一面。王學泰先生在《遊民文化與中國社會》中指出：遊民不同於農民，歷代王朝末世亂局中的許多起義者都是遊民而絕非農民。而且張獻忠與腐朽的明朝政府為敵，缺少切實的目的。他佔領一個地方然後再放棄，轉移到另一個地方，並且不停地殺戮，如此才使他的毫無目標的行為具有存在下去的活力。