《山海经》对巴蜀的记载很详细，如《海内经》记载了巴蜀的历史。巴人的起源是：“西南有巴国。大解生咸鸟，咸鸟生乘麓，乘整生后照，后照是始为巴人。”“流沙之东，黑水之西，有朝云之国、司彘之国。黄帝妻雷祖，生昌意，昌意降处若水，生韩流，韩流……取淖子日阿女，生帝颛顼。”“若水”在今天的四川省。《海内南经》记载巴地孟涂断案的神话：孟涂是夏后启的臣子，是巴地的神灵，人们争执不下时，往往去找孟涂诉讼，在他面前，理屈之人，其衣服上就会有血。《路史·后纪》注解说：丹山之西即孟涂所埋的地方，丹山即巫山。《水经注》卷三十四引郭璞的话说，丹山在丹阳，属巴。
著名的“巴蛇吞象”的故事也出于《海内南经》：“巴蛇食象，三岁而出其骨。”《山海经》对巴蜀的地理也记载得很详细，如《海内南经》中说到长江之源：“岷三江：首大江出汶山，北江出曼山，南江出高山。高山在城都西。入海，在长州南。”
《山海经》也反映了不少楚地的民俗、神话。比如《楚辞》中，许多故事都和《山海经》中的神话相吻合，这在屈原《天问》中表现得尤为明显。如“启棘宾商，九辩九歌”，即与《大荒西经》中夏启上九天得仙乐的神话相吻合；“有蛇吞象，厥大何如”，正是《海内南经》中“巴蛇食象”的神话；“日安不到，烛龙何耀”，其神话见于《海外北经》。屈原《招魂》中的“雕题黑齿”，也见于《海外东经》。此类例子非常多。同时楚地盛行巫风，前代许多人对此均有说明，而《山海经》的巫术色彩也非常浓厚，经常出现巫师的名字、巫师的祭祀活动以及巫师的咒语等。
另外，《山海经》也与战国时代的邹衍学派有关。按《史记·孟子荀卿列传》，邹衍之言荒诞不经，往往从眼前的小地方说起，然后推想到无限远处如海外的一些人们没有见过的东西。例如他会先详说一些中原的名山大川、飞禽走兽、水土所产、珍稀物类，然后又说中原的九州，而中原以外还有九个中原那样大的地方，这也是个九州，外面有小海环绕；但那也仅仅是其中一州，像这样的州一共有九个，外面有大瀛海环绕；再往外便是天地的边际。像这般漫无边际、海阔天空的论述，往往使听者茫然，因此邹衍被称为“谈天衍”。而《山海经》所记的内容，与此颇有符合之处：如叙述各名山大川及所出产的鸟兽、植物、珍稀物类，这和邹衍学派的说法一致。
这样看来，《山海经》绝非传说中的禹、益所作，它的产生并非出自一人一时，而主要是由巴蜀、荆楚之人以及战国时代的邹衍学派等集体完成的，到西汉刘歆校书时才合在一起。
