此後，劉邦以“沛公”的名號，參加到反秦義軍的陣營中來，而且其影響日益擴大。從斬蛇起事到自稱沛公，劉邦的軍隊由小到大，而且軍隊的基本骨幹力量，開始形成。
三、鴻門宴
反秦義軍受到了嚴重挫折。秦軍統帥章邯擊敗了陳勝的主力軍隊，吳廣、陳勝先後被殺。章邯毫不容情地對各地義軍展開鎮壓。在反秦義軍處於低潮的時刻，由項梁、項羽叔侄二人率領的楚軍，在控製了江東會稽郡之後，渡江北進，成為各地義軍中軍威最盛的一支，也就成為抗擊秦軍的中堅力量。由項梁擁立的楚懷王，自然成為反秦義軍中繼陳勝之後的政治中心。
此時的沛公劉邦，還沒有完全獨立的能力，他審時度勢，及時投奔到項梁麾下。項梁很器重劉邦，為了表示對劉邦率眾來歸的嘉獎，項梁下令將精兵五千、五大夫將十人撥付劉邦指揮。劉邦也對項梁充滿敬意。所以，劉邦與項羽同為項梁部下的重要將領。
項梁分兵作戰之時，項羽和劉邦曾聯手對敵，在成陽、濮陽、定陶、雍丘等戰役中，連破秦軍，斬殺了秦三川郡郡守、丞相李斯的長子李由，扭轉了陳勝被殺以後的被動局麵，義軍的局勢再度好轉。項梁在此一階段，無疑起了主持大局的作用。遺憾的是，項梁在連捷之後，盲目輕敵，秦軍統帥章邯突襲定陶，項梁戰死。正合兵攻打陳留郡城的項羽和劉邦，不得不撤兵，退守彭城、碭縣一線，以穩定局勢。楚懷王也遷都於彭城。
項梁所擁立的楚懷王，在反秦鬥爭中曾起了號召關東諸侯的“盟主”作用；但在項梁的控製下，他隻是一具傀儡。項梁被章邯襲殺後，楚懷王急謀應變之策。雖然曆史留給他的時空舞台太過狹小，他的政治才幹，無法得以完全施展開來，但從幾件偶載於史冊的事情來看，楚懷王實非庸劣之輩。項梁被殺之後，義軍以彭城（今徐州）為中心，收縮防守，以三支兵力布防：呂臣駐防彭城以東，項羽守衛彭城以西，劉沛屯兵碭縣。三支軍隊互為犄角，成為拱衛彭城的屏障。由此可見，劉邦在義軍陣營中的地位已經是舉足輕重。楚懷王很快從原駐地遷至精兵屯衛下的彭城，並立即把呂臣、項羽所率的兩支精兵，全部置於自己的直接指揮之下。顯然，懷王有意於擺脫傀儡地位，這當然需要抑製項羽。這也為此後劉、項之爭，留下了伏筆。