會盟了各路的諸侯之後，項梁便被推為盟軍首領，抗起反秦大旗。
齊趙兩國請求項梁出兵奪回齊趙之地。項梁便率兵北上，大破秦軍，此時，齊軍決定不再追擊，還兵齊地，隻剩下楚軍追擊秦軍，於是項梁下令楚軍分軍，劉邦、項羽一路，項梁、呂臣一路，分路進攻，劉邦和項羽率軍攻下成陽後，追擊秦軍至濮陽，秦軍守濮陽城不出，兩人決定繞過濮陽進攻定陶，沒有攻下，兩人轉而進攻雍丘，由於章邯被項梁牽製在定陶，李由得不到援軍，雍丘城破，三川郡守李斯之子李由被殺。
兩人繼續攻打陳留，一直沒有攻下，此時傳來項梁在定陶兵敗身亡的消息，兩人不敢在繼續進攻陳留，決定退兵，項羽退守彭城，呂臣駐紮在彭城東，劉邦則是退到了碭郡。
項梁死後，項羽退守彭城處理項梁後事，章邯在楚地沒有了對手，決定北上收複趙地，此時楚懷王也來到了彭城，聽從了宋義的建議，決定製衡項羽，封項羽為長安侯，任魯公，封劉邦為碭郡長、武安侯，統領碭郡的軍隊，封呂臣為司徒，其父呂青為令尹，楚國的局勢暫時的穩定了下來。
章邯圍困趙王歇與趙相張耳於巨鹿，並調王離率軍南下，準備盡快收複趙地，趙王向各路諸侯求救，楚懷王收到消息後決定派兵救趙，由於章邯和王離合兵一處後兵力大漲，楚懷王決定分兵兩路，一路北上救趙，一路向西進攻鹹陽吸引章邯分兵救援，項羽為報叔父之仇，決意北上救趙，由於秦軍軍勢正強，楚懷王害怕劉邦不盡全力，便約定先入關中者為關中王。
劉邦率兵西進，一路行軍散漫，陸山也曾勸說他趁著章邯不在關中，快速西進攻打武關，但劉邦以秦軍勢大為由拒絕了，說自己並不想當什麼關中王，就這麼一路西行，在昌邑遇到了遊擊大隊長彭越，兩人合力進攻昌邑，久攻未下，劉邦決定不再攻打，繼續西進，並且一路招兵買馬。
來到高陽時，高陽酒徒酈食其求見劉邦，說自己能不損絲毫兵力拿下陳留，劉邦把酈食其收入帳下，果然，酈食其遊說陳留城守投奔劉邦，拿下陳留，劉邦得到大量補給，酈食其的弟弟酈商率四千士兵前來投奔，劉邦任命他為將。
就這樣，一路西行，直到穎陽，劉邦得知了張良在穎陽城中，決定攻取穎陽，向眾人問計，陸山提出可挖掘地道進入城中，由於沒有更好的計策，劉邦也不願損強行攻城，決定挖掘地道，在城外捉了一些穎陽的百姓後，得到了城內的建築布局信息。
攻克了穎陽之後，尋到了張良，得知了他被困穎陽的原因，原來由於張良和韓王成的兵力太少，一直在和秦軍進行著拉鋸戰，並未占取多少城池，張良在劉邦的勸說下，兩人合兵一處，共同西進。
由於章邯被項羽拖在巨鹿，劉邦這一路西進十分的順利，在準備繞過宛城的時候，張良進言，“沛公若不攻下宛城的話，我軍的退路就要被秦軍截斷了。”