陳勝、吳廣在大澤鄉揭竿而起，使劉邦大受鼓舞。反秦烈火越燒越旺，更使劉邦激動不已。盼星星，盼月亮，終於盼到這一天。他決定響應陳勝、吳廣，攻打沛縣，正打點行裝準備率領部眾下山，恰好樊噲風風火火地趕了來。
劉邦看完縣令的信，露出鄙夷的神色，接著，又仔細看了看蕭何的信劄，臉上露出笑容，立即偕同樊噲，帶著全部人馬，浩浩蕩蕩地向沛縣開進。
且說送走樊噲後，沛縣縣令轉念一想，劉邦這人靠不住，劉邦向來豪放不羈，到處結交地方豪傑，在沛縣深得人心，就連蕭何、曹參這些人都與他交往頻繁，並且呂公還和他結成親家，其勢力必將危及自己的地位，如果把他召回來，豈不是引狼入室，縱虎養患？這樣一想，縣令便感到不寒而栗。
為了防止發生意外，他馬上下令關閉城門，全城加強戒備，並準備殺掉蕭何、曹參。幸虧蕭何、曹參消息靈通，得知這一情況後，就趕忙越城逃出城外，騎上馬去投奔劉邦了。
蕭何、曹參二人跑了一段路程後感覺有點疲倦，於是下馬在路旁休息了一會，正要繼續行走時，隻見前方塵土飛揚，來了一隊人馬，不久便到了跟前，蕭何一眼認出這正是劉邦率領在芒、碭之中聚集起來的幾百人的小隊伍。
他們二人馬上迎上前去與劉邦相會，劉邦也認出了蕭何、曹參，不過他還以為是來迎接他進城去的呢！劉邦對他們說：“二位辛苦了！”
蕭何愁眉苦臉地對劉邦說：“劉兄，情況不妙，那縣令真是可惡，本來答應得好好的，馬上又翻臉不認人了。現在城門早已關上了，城內戒備森嚴，要不是我們消息靈通，腿跑得快，早已沒命了。”
劉邦聽說情況有變，一時不知所措，隻好命令隊伍原地休息，他們三人聚在一起開始商量對策。劉邦主張強攻，曹參主張與縣令談判，但蕭何認為強攻力量顯然不夠，這無異於以卵擊石，與縣令談判也不可能。
最後蕭何提議寫一封告全縣父老的公開信射入城中，利用他們以前的影響，或許會起到意想不到的作用。
劉邦、曹參認為，既然別的辦法不行，這個辦法倒可以試試。於是就讓蕭何起草了一封告全縣父老的公開信，寫於布帛之上，並派人用箭射入城中。
信中說：“父老鄉親們，天下人受殘暴的秦朝統治的困苦已經很久了。處於水深火熱之中的貧苦人民已經在陳王（即陳勝）率領下揭竿而起，現在山東各地諸侯都起而響應，秦朝的統治很快就會土崩瓦解，灰飛煙滅了。你們如果替沛縣縣令守護城池，諸侯的軍隊一到，那麼勢如彈丸的沛縣小城遲早會被攻破。但如果你們能殺掉令人痛恨的秦朝官員沛令，另外選立我們沛縣自己人，然後舉事反秦，響應陳王的起義，那麼你們的身家性命都可保住。父老鄉親們，你們應該當機立斷，不可再遲疑了，不然的話，等到起義軍攻破城池，那時候玉石俱焚，家鄉人民遭殃之際，我劉邦也就無可奈何了。”
這份文告，成了劉邦起義的宣言書，進軍的衝鋒號。它顯示了劉邦從起兵開始，就采取了與其他人不同的方式，即：不單純迷信武力，死打硬拚，而首先想到的是如何講究策略，爭取民心。
文告一式幾份，謄抄在白帛上。劉邦又特別指示：拔掉箭頭，留下箭杆，縛上帛書，射進城去。
沛縣的百姓，本來對沛令就十分怨恨，對劉邦十分懷念，被征調守城也是迫不得已。文告射進城後，大家奔走相告，很快就有一批青年子弟，自發組織起來，攻進縣衙，殺掉沛令，大開城門，迎接劉邦入內。
劉邦率部進入沛縣，沛縣的父老要劉邦當沛縣縣令。可劉邦對自己在沛縣人民思想的天平上到底有多大分量，還心中無數，便推辭道：“如今天下大亂，群雄並立，如果將領選擇不當，就會一敗塗地。我倒不是吝惜自己的性命，隻是擔心個人的才能不夠，有負諸位的重托，請父老們再想想，還有沒有更合適的人選。”
當時，在縣裏有威望的人物，除了劉邦，還有蕭何和曹參。蕭、曹二人，都是文官，手中無兵，膽子也小，害怕起義萬一不成，當了出頭鳥，會被秦朝誅家滅族。所以，當有人推薦他們當首領時，二人死活不肯答應。眾人又異口同聲地勸劉邦：“我們平時就聽說將軍有超人的膽量，又有許多神奇的傳聞，由您當領頭人，大夥兒放心！”還有人出去占卜，占卜人也說：“劉邦當首領，最為吉利。”劉邦又推讓了一會兒，見眾人確是誠心誠意，便答應下來。這一年，他已經48歲。
按照當時楚國的習俗，縣令稱之為“公”。從此以後，史書上便把劉邦稱為“沛公”，而不再直書劉邦或劉季了。
劉邦舉行了隆重的就職典禮。縣衙大院裏，搭設高大的祭壇，壇上設置中華始祖黃帝和傳說中的戰神蚩尤的牌位，擺上整豬、整牛、整羊三牲祭品。戰鼓和旗幟都用牲畜鮮血染成紅色，這表示劉邦是“赤帝”的兒子，要替代秦朝的“白帝”而主宰天下。
典禮開始了。豔陽下，紅旗漫卷，縣衙門口，人頭攢動。一陣威武雄壯的軍樂奏過，劉邦身披戎裝，手持令牌，登壇發表誓詞：“眾誌成城，響應陳王，誅滅暴秦，義無反顧！”
“誅滅暴秦，義無反顧！”台下眾口一詞，激昂的吼聲，在空中久久回響。
禮儀後，眾人散去。沛公（以下改此稱呼）獨坐廳中，心情難以平靜，有興奮，有愁悵，也有壓力：自己被推為沛公，多年願望已有開端，但這是一條叛秦之路、一條造反之路，這條路一頭通往成功，一頭通往失敗。成功了就能身登尊位，榮華富貴；失敗了就會家破人亡，株連九族。現在已踏上了這條路，不能後退，隻能往前走，但現下事多如麻：要擴軍，要安民，要守城，還要外略……他沉思了整整一夜。
第二天，沛公召開了第一次有文吏武將參加的會議。
“諸君，現陳王已遣四路兵馬擊秦，近聞項梁、項羽叔侄起兵於會稽，故齊裔田儋也自立為齊王，數千人為聚者，更不可勝數。今暴秦天數已盡，也正是我等創業之時。為盡快聚集力量，我現授：蕭何為丞，曹參、周勃為中涓，周昌為舍人，夏侯嬰為太仆，任敖、周苛、盧綰等以客從我。”
見眾人沒有異議，沛公又令：
“蕭何、曹參，張榜安民，並征召沛子弟；樊噲、周勃、夏侯嬰，編練現有人馬，準備兵略胡陵（今山東金鄉縣東南）、方與（今山東金鄉縣北），其他人員，另有派遣。”
散後，眾人各忙其事。
蕭何、曹參奉命後，一麵張榜安民，一麵在沛城內設征兵站多處。周鄰百姓聞沛公起兵自立，往投者無數，在幾天時間內，便征得兵卒數千人。
樊噲、周勃、夏侯嬰，統兵操練多日，待命進兵。
為了擴大義軍的影響，秦二世元年（前209年）十月，劉邦率領隊伍，攻打與沛縣毗鄰的胡陵、方與兩座縣城。守城秦軍拚死頑抗，劉邦考慮義軍隊伍初建，戰鬥力有限，也不與秦軍戀戰，主動撤回到沛縣豐邑，認真操練，準備迎接更大的戰鬥。
泗水郡郡守，單名叫“壯”，聽說劉邦在沛縣聚眾起義，恐慌不已，立即派郡監（官名，多由禦史充當）“平”（人名）統兵進剿。郡監平沒有把劉邦義軍放在眼裏，帶了幾千郡兵，殺氣騰騰開往沛縣，在豐邑包圍了劉邦。豐邑被困了兩天，劉邦看到敵軍雖然氣勢洶洶，但狂妄自大，戰鬥力不強，因而，夜間趁敵不備，親自率眾出城，向秦軍發動反攻，秦軍營寨被衝得七零八落，郡監平落荒而逃。
為了擴大戰果，劉邦令部將雍齒留守豐邑，自己再率得勝之師攻打沛縣東北方向的軍事重鎮薛縣（今山東滕南）。
郡監平沛縣敗北，薛縣城頻頻告急，郡守壯坐不住了，親自統率軍馬，去薛縣迎戰劉邦。劉邦來了個撤圍打援，組織義軍，在半路上設下埋伏。郡守壯進入口袋陣，大敗，領著殘兵敗將退往戚縣（今山東棗莊市南）。劉邦部屬左司馬曹無傷，率精銳窮追猛打，擒獲了郡守壯，當眾斬首，士氣大振。劉邦回軍亢父縣（今山東濟寧市南），前鋒又至方與城，秦軍望風而逃，劉邦的軍隊越戰越勇。
但是，從反秦鬥爭的全局看，這個階段卻出現了逆轉，農民戰爭進入最困難的時期。
當時天下的形勢是：周文所統率的10萬義軍在戲水被章邯所統率的秦軍打得大敗，繼武臣自立為趙王以後，他派往燕地的韓廣，也是個利欲熏心的家夥，他攻下燕國大片土地後，在原燕國貴族誘導下，仿效武臣，自立為燕王。
被打倒的六國舊貴族，不甘心失去以往的天堂，也跟著渾水摸魚。農民軍勢力發展到齊國，齊國人民群起響應。原齊國王室後裔田儋和他的堂兄弟田榮、田橫認為，這是他們東山再起的大好時機，遂即設計殺死了秦朝狄城縣（今山東高青縣東南）縣令。田儋自立為齊王，進入齊國境內的農民軍，盡被驅逐出境。
周市受陳勝之命，率農民軍收複了魏國土地，卻千方百計要把原魏王的後裔寧陵君魏咎立為魏王。陳勝不願看到舊貴族紛紛複辟，把魏咎扣留在陳縣。周市固執己見，先後五次派使者為魏咎求情，軟磨硬泡，終於迫使陳勝送回魏咎，立為魏王，周市則做了魏國的丞相。
就這樣，在反秦義軍內部，除陳勝建立的張楚政權外，又出現了四個並列的諸侯國，產生了與陳勝並列的四個諸侯王，即：趙王武臣、燕王韓廣、齊王田儋、魏王魏咎。他們與陳勝分庭抗禮，各搶各的地盤，各顧各的利益，反秦大計，倒被拋到一邊。
周文犧牲，是農民起義軍的一個重大損失。此後，陳勝的西征計劃擱淺，反秦義軍由戰略進攻轉入戰略防禦。
章邯擊殺了周文，立即派人給秦二世報功。秦二世萬分高興，對章邯大加獎賞，增派長史司馬欣和都尉董翳，率領數萬人馬，協助章邯作戰，並指示章邯：深入楚國境內，徹底消滅敢於作亂的“盜賊”。章邯受寵若驚，率領大隊人馬，耀武揚威地向滎陽進發，要殲滅圍攻滎陽的農民軍。
強敵壓境，形勢嚴峻，農民起義軍內部，卻由於意見分歧而導致互相殘殺。在大澤鄉舉義時曾做出卓越貢獻的吳廣，竟慘死在自己部將的手裏。
李由是秦三川郡（郡治在滎陽，管轄今河南省黃河以南，靈寶縣以東的伊水、洛水流域和北汝河上遊一帶，是秦在關東的重鎮）郡守。他與吳廣率領的農民軍打了幾仗，覺得不是對手，便退到滎陽城裏死守。吳廣督軍，向滎陽城發起猛攻，無奈城防堅固，幾次強攻，都未奏效，還增加了不少傷亡，吳廣非常著急。
有人給吳廣出主意：“李由的老家在上蔡，上蔡是楚國的地盤，‘親不親，故鄉人’，何不勸李由投降，共同反對秦朝？”
吳廣一聽，覺得有理。他想，義軍西進，不就是為著張大楚國嗎？如果李由投降，起義軍力量增強，西入鹹陽會更容易，就修書一封，勸李由反戈一擊。
經過與農民起義軍的多次較量，李由深深知道起義軍的威力。義軍每天攻城，都使他膽戰心驚，可要投降，那是萬萬不行的，堂堂大秦丞相的公子，豈能與“盜賊”為伍。再說，按照秦朝法律，臨陣投降，要夷滅三族，即便是自己的性命保住了，在鹹陽的父母妻小也要遭殃，他暗笑吳廣異想天開。李由和他父親李斯一樣十分奸猾，他明白，麵對烽煙四起的局麵，能保存實力，把起義軍拖在這裏，就是勝利。李由將計就計，給吳廣寫了一封回信，表述對起義軍的仰慕之心，至於投降，他說需要多方麵的努力，讓吳廣不要著急，耐心等待他的消息。
雙方書信，你來我往，一拖就是好幾個月。
這時候，傳來周文兵敗自殺、章邯大軍正向滎陽挺進的緊急情報。吳廣的副將田臧看出了問題，即時進見吳廣，勸吳廣不要輕信李由，建議留下少量部隊圍城，其餘的前去迎戰章邯主力。可吳廣根本不聽，認為敵軍尚遠，輕易撤走滎陽之圍，會前功盡棄，他堅信鄉情厚於軍情，李由不會負他，堅持先拿下滎陽，再去對付章邯。田臧還要再說，吳廣已不耐煩，閉上眼睛，揮手示意，讓他出去。
田臧退出吳廣的軍帳，找來李歸等幾個親信，共同商量。田臧說：“周文戰敗犧牲，章邯的主力正向滎陽疾進，我們卻不死不活地拖在這裏，一旦朝廷大軍到來，與滎陽守軍前後夾擊，我們將腹背受敵。”
李歸幾個一聽，也著了急，問田臧：“形勢如此危急，將軍何不勸勸假王？”
田臧無可奈何地搖了搖頭，說：“假王根本不懂兵法，又鬼迷心竅，中了李由的圈套，和這樣的人無法商量。”李歸幾個急得抓耳撓腮。
李歸突然把拳頭一攥，猛擊桌麵，惡狠狠地說：“既然吳廣不聽忠言，那就除掉他。”
幾十人商議就緒，帶著利器，一塊兒進了吳廣的營帳。還沒有等吳廣明白是怎麼回事，李歸手起刀落，吳廣已被砍倒在地。田臧上前，割下吳廣的人頭，提在自己手裏，召集全體將士，厲聲宣布：“吳廣心懷叵測，暗中與秦將李由勾結，陰謀投降秦朝。我奉陳王密令，誅殺了叛徒吳廣，大家此後同心同德，保衛‘張楚’政權，抵禦來犯的秦軍。”
將士們在滎陽滯留了好幾個月，吃不好，睡不穩，打不贏，走不了，早就意見紛紛，眼見殺了吳廣，倒覺得解恨。也有幾個人心裏懷疑，可看著吳廣那血淋淋的人頭和凜然而立的李歸幾人，也不敢表示異議，一齊喊到：“願意聽從田將軍的指揮！”
田臧連夜派人把吳廣的人頭送到陳縣向陳王作了彙報。陳勝看到事已至此，也不便再說什麼，隻好將錯就錯，派專使攜帶著楚國令尹（官名，相當於丞相）的大印，賞賜給田臧，正式任命田臧為上將軍，具體指揮圍攻滎陽的農民起義軍。
但是，這樣做並沒有給起義軍帶來生機。田臧掌握了軍隊的指揮權，留下少量部隊，由李歸統領，繼續在滎陽圍城，自己親率全部精銳，迎擊南下的章邯大軍。雙方在敖倉（今河南省滎陽縣境內的敖山）相遇，一場大戰，田臧陣亡，全軍潰散。
章邯打敗了田臧，進軍滎陽城下，李由出城迎接。圍攻滎陽的起義軍，抵擋不住秦軍的前後夾擊，李歸戰敗身亡，部眾全部壯烈犧牲。
消滅了田臧和李歸統領的勁旅，章邯馬不停蹄，氣勢洶洶地又向農民起義軍的中心陳縣殺來。他派司馬欣和董翳，分頭攻打陳縣的兩個前沿堡壘郟和許。鎮守郟的是韜城人鄧說。鄧說被秦軍的氣勢嚇倒，未經交戰，放棄縣城，跑回陳縣。鎮守許縣的是伍徐。伍徐雖然奮力抵抗，但頂不住秦軍的淩厲進攻，隻好帶著剩餘的人馬，退回陳縣。
外圍盡失，陳縣直接暴露在秦軍麵前。陳縣留守的軍隊很少，陳勝向四處發檄，緊急調遣各路人馬回來保衛京城。但是，那些割地稱雄的分裂分子，一個個擁兵自重，根本不顧陳勝的死活，誰也不派一兵一卒。
麵對困境，陳勝奮力支撐，組織了一場威武雄壯的陳縣保衛戰。
首先，他處死了臨陣脫逃的鄧說，整肅軍紀，接著任命蔡賜為上柱國（張楚政權最高軍事統帥），以加強軍事指揮。蔡賜率軍從正麵迎擊來犯的秦軍，又派張賀駐守陳縣以西，互相呼應。
章邯為了盡快打敗陳勝，采取了兩種手段。一方麵，集中兵力強行進攻；另一方麵，對起義軍分化瓦解，在農民軍內部尋找代理人，特別是收買陳勝身邊的人。
陳勝帶著所剩無幾的部眾，一直退到汝陽（今安徽省阜陽）。秦軍窮追不舍，義軍在汝陽難以立足，又折回東北，打算回到起兵的發源地——蘄縣。
走到下城父（今安徽省渦陽縣南）時，天色已晚，陳勝疲勞不堪，打算休息一下，剛剛進入夢鄉，一把罪惡的鋼刀，就刺進了他的胸膛，手握滴血鋼刀的，竟是他的車夫——莊賈。
莊賈割下陳勝的頭，趁著夜深人靜，逃到陳縣，向章邯討賞。
這時候，是公元前209年的農曆十二月，陳勝從大澤鄉發動起義到慘遭殺害，前後僅六個月的時間。
全麵低落的起義形勢，無可避免地給劉邦的事業帶來危機。
最使劉邦痛心的，不是來自秦朝軍隊的打擊，而是在反秦同盟的隊伍裏，有人從背後捅了他一刀，奪了他的立足之地——豐邑。
這人就是周市。
周市在錯誤的道路上越滑越遠，麵對陳勝犧牲之後的複雜局勢，他置大局於不顧，放下秦兵不打，隻熱衷於擴充魏國土地，不擇手段地兼並其他反秦力量，為此，他看中了劉邦的根據地——豐邑。
豐邑城防堅固，周市擔心強攻不一定能夠得手，便玩弄手段，采用掏心戰術，進行策反。
駐守豐邑的雍齒，與劉邦雖然是同鄉，可兩人的出身大不一樣。雍齒是豪門巨子，在地方上很有勢力。劉邦出生於普通農家，加上本人行為放縱，不拘小節。所以，在雍齒的眼裏，劉邦隻是個不值得與自己為伍的地痞。
秦末農民起義的滾滾洪流，把雍齒也卷了進來。劉邦被推舉為沛公，雍齒便成為劉邦手下的一名將領。劉邦不念舊仇，把雍齒引為知己。他領兵去外圍作戰，著意留雍齒鎮守豐邑，以保住後方根據地。雍齒卻堅持成見，不把劉邦放在眼裏。這樣，二人之間，就潛伏著嚴重的危機。
周市掌握了這個情況，暗地裏派人對雍齒說：“豐邑，本來就是大梁（即魏國）的地方，梁王還以此為都城，魏國決不會放棄它。如今，魏國已經收複了幾十座縣城，實力大增，絕不是過去所能相比，將軍如果願意歸順魏國，魏王會封你為侯，仍舊讓你守衛豐邑；如若不識時務，繼續給劉邦效勞，魏國大兵一到，攻破城池，就要殺得雞犬不留。”