秦二世三年，楚怀王看到项梁的军队被打垮了，心里恐惧，迁离盱台，建都彭城，合并吕臣、项羽的军队，亲自统率。（项梁死亡，项家军实际领导人死亡，怀王作为名义上的领导人接过权力）以沛公任砀郡长，封为武安侯，统领砀郡的军队。封项羽为长安侯，号为鲁公。吕臣任司徒，他的父亲吕青作令尹。
  赵多次请求救援，楚怀王就以宋义为上将军，项羽为次将，范增为未将，北上救赵。命令沛公西出略地，打入关中。同将领们约定：先攻入关中的，就封在关中做王。（可以看出楚王有意扶持刘邦，制衡项家）
  这时候，秦军强盛，常常乘胜追击，众将领没有认为先入关的是有利的。唯独项羽痛恨秦打垮了项梁的军队，心中愤激，愿和沛公西进入关。怀王的老将都说：“项羽为人轻捷而凶猛，狡诈而残忍。项羽曾经攻打襄城，襄城没有留下一个活人，全都活埋了。所经过的地方，无不残杀毁灭。况且楚军多次进兵攻取，没有获胜，以前陈王、项梁都失败了。不如另派宽厚长者，以正义为号召，向西进发，把道理向秦父老兄弟讲清楚。秦父老兄弟苦于他们君主的统治很久了，现在如果真能得到宽厚长者去关中，不加欺凌暴虐，应该能够拿下关中。而今项羽剽悍，不可派遣。只有沛公向来是宽大长者，可以派遣。”（还是要以人为本啊）终于没有答应项羽，而派遣沛公西进攻取秦地。收集陈王、项梁的散兵，路经砀，到达成阳，与城里的秦军对垒，打败了秦军的两支部队。楚军出兵攻击王离，把他的军队打得大败。
  沛公引兵西进，在昌邑遇见彭越，就和他一起攻打秦军，这一仗没有打赢。回到栗县，遇到刚武侯，夺了他的军队，大约四千多人，（项梁死后，联军内部混乱，随意抢夺军队，项羽只顾自己的项家军，刘邦逐渐领导其他诸侯的军队。所以有时候还是不能只关注自身啊，要关注外界环境，抓住机遇，抢先发展）与沛公原来的队伍合并在一起。沛公与魏将皇欣、魏申徒武蒲的军队联合攻打昌邑，昌邑没有攻下。西进路过高阳。郦食其为里监门，说：“将领们路过这里的很多，我看沛公是一个大人物，有仁厚长者的风度。”就去求见游说沛公。沛公正坐在床上，伸着两腿，让两个女于给他洗脚。郦生不下拜，深深地作了个揖，说：“足下一定要消灭残暴无道的秦朝，就不应该伸着两脚接见长者。”于是沛公站了起来，整理好衣服，向他道歉，请入上座。郦食其劝沛公袭击陈留，获得陈留积聚的粮米。沛公就以郦食其为广野君，郦商为将领，统率陈留的军队，和沛公一起攻打开封，开封没有攻下。向西与秦将杨熊在白马打了一仗，又在曲遇的东面交战，大破杨熊军。杨熊逃往荣阳，秦二世派使者斩首示众。（秦国斩杀忠于自己的将领，即使自己的将领本领不足，但是在战时也没几个可用的人了，秦国还自废手足）沛公向南攻打颍阳，屠了颍阳城。依靠张良攻占了韩国的辕。（项羽的失败是只重用自己家人，项梁死后，忠于项梁的人肯定是首先想效忠项羽，但是在项羽处得不到重用，就转而投向能够重用自己的人，刘邦得到无数有才能的人的帮助，最终胜利也是理所应当的）
  这时，赵将司马印正要渡过黄河进入函谷关，沛公就北进攻打平阴，切断黄河渡口。向南进发，在雒阳东面交战，战斗不利，回到阳城，集中军中的骑兵，与南阳郡郡守战于犨（chou）东，打败了秦军。刘邦攻取南阳郡的城邑，南阳郡郡守逃走，退守宛县。沛公引兵绕过宛城西进。张良进谏说：“沛公你虽然急于打入函谷关，但秦兵还很多，又据守险要。如今不拿下宛城，宛城守军从背后攻击，强大的秦军在前面阻挡，这是一种危险的战术。”于是沛公就在夜间率兵从另外一条道路返回，更换了旗帜，天亮时，把宛城包围了三层。南阳郡郡守想要自杀，他的舍人陈恢说：“死的还早。”他就翻过城墙去见沛公，说：“我听说足下接受楚怀王的约定，先攻入咸阳的称王关中。现在足下停留守在宛城。宛城是大郡的治所，连城数十，人多粮足，官吏和民众认为投降肯定被处死，所以都登城固守。如果足下整天的留在这里攻城，士卒死伤的一定很多，如果引兵离开宛城，宛城守军必然跟踪追击。足下向前则失去先入咸阳的约定，后退又有强大的宛城守军为患。为足下设想，不如明约招降，封南阳郡守官爵，让他留守，足下带领宛城士卒一道西进。许多没有攻下的城邑，听到这个消息，争先打开城门，等待足下，足下可以通行无阻。”沛公说：“好。”就以南阳郡守为殷侯，封给陈恢一千户。引兵西进，没有不降服的。（要以人为本，给犯错误的人改正的机会，给别人机会也是给自己帮助。这里充分体现了刘邦与项羽的不同，项羽肯定是不允许投降，然后自己攻打下来，然后屠城。刘邦就会给别人投降的机会，所以刘邦的人越来越多，项羽的人越来越少，因为战争总是有折损的。所以项羽是一个无敌的猛将，不是合格的首领）到达丹水，高武侯鳃、襄侯王陵在西陵投降。回军攻打胡阳，遇到番君的别将梅鋗（juān），与他一起，迫使析县、郦县投降。派遣魏人宁昌出使秦关中，使者没有回来。这时章邯已经带领全军在赵地投降项羽了。
  起初，项羽和宋义北进援救赵，等到项羽杀死宋义，代替他为上将军，许多将领和黥布都从属项羽。打垮了秦将王离的军队，使章邯投降，诸侯都归附了他。等到赵高已经杀了秦二世，派人来见沛公，想要定约瓜分关中称王，沛公以为是诈骗，就采用张良的计策，派郦生、陆贾去游说秦军将领，用私利相诱，趁机袭击武关，攻破了关口。又和秦军在蓝田南面交战，增设疑兵，多树旗帜，所经过的地方不许掳掠。秦地的群众很高兴，秦军懈怠了，（以人为本，懂得运用计谋，利用敌人的弱点，得到民心，敌人也是人，也有可以帮助自己的人，不是一味地杀戮）因此大破秦军。又在蓝田北面接战，再次打败秦军。乘胜追击，彻底打垮了秦军。
  汉元年十月，沛公的军队先于各路诸侯到达霸上。秦王于婴素车白马，用丝带系着脖子，封了皇帝的印玺和符节，在轵道旁投降。将领们有的主张杀死秦王。沛公说：“当初楚怀王派遣我，本来是因为我能宽大容人。况且人家已经降服，又杀死人家，不吉利。”于是就把秦王交给了官吏，向西进入咸阳。沛公想要留在宫殿中休息，樊哙、张良劝说后，才封闭了秦宫的贵重珍宝、财物和库房，回军霸上。召集各县的父老、豪杰说：“父老们苦于秦朝的严刑峻法已经很久了，诽谤朝政的要灭族，相聚议论的要在街市上处斩。我和诸侯们约定，先入关的在关中称王，我应当称王关中。同父老们约定，法律只有三章：杀人的处死，伤人和抢劫的处以与所犯罪相当的刑罚。其余的秦朝法律全部废除。官吏和百姓都要安居如故。我所以到这里来，是为父老们除害，不会有欺凌暴虐的行为，不要害怕。我所以回军霸上，是等待诸侯们到来制定共同遵守的纪律。”（获得民心，为之后的统治打下基础）沛公派人与秦朝官吏巡行县城乡间，告谕百姓。秦地的百姓大为高兴，争先恐后地拿出牛羊酒食款待士兵。沛公又谦让不肯接受，说：“仓库的谷子很多，不缺乏，不愿破费百姓。”百姓更加高兴，唯恐沛公不做秦王。
  有人劝沛公说：“秦地比天下富足十倍，地势好。如今听说章邯投降了项羽，项羽就给了雍王的封号，称王于关中。现在即将来到关中就国，你沛公恐怕不能占有这个地方了。应赶快派兵把守函谷关，不让诸侯军进来，逐渐征集关中兵，以加强实力，抵抗诸侯兵。”沛公赞成他的计策，照着做了。十一月间，项羽果然率领诸侯军西进，想要入关，而关门闭着。听说沛公已经平定关中，大怒，派黥布等攻破了函谷关。（充分说明，现在刘邦还打不过项羽，在实力不足的情况下暴露了自己的野心，之后得到了针对。要是项梁不死，项羽耳根子不那么软，刘邦就被消灭了）十二月间，就到了戏水。沛公左司马曹无伤听说项王发怒，要攻打沛公，派人告诉项羽说：“沛公想要称王关中，令子婴为相，珍宝被他全部占有了。”打算以此求得封赏。亚父劝项羽进攻沛公。当时项羽饱餐士卒，准备明日会战。这时项羽兵四十万，号称百万。沛公兵十万，号称二十万，兵力敌不过项羽。恰巧项伯要救张良，夜间去见他。回来后，用道理劝说项羽，项羽取消了进攻沛公的计划。沛公带来了一百多骑兵，驰至鸿门，来见项羽，表示歉意。项羽说：“这是你沛公左司马曹无伤向我说的。不然，我项羽何至于做这样的事。”（项羽出卖忠于自己的曹无伤，不把外姓人当自己人，只任用自己的家人，所以之后肯定是被有无数人帮助的刘邦击败了）沛公因为樊哙、张良的缘故，得以脱身返回。回来后，立刻杀了曹无伤。