刘邦来到沛县城外，得知情况生变。他根本就没想要撤退，而是向城内射进许多书帛，告诉沛县的家乡父老说：“天下苦于秦国的暴政已经很久了。现在父老乡亲们替沛县县令守城，但城外诸侯并起，难免会有遭到屠城的命运。我们不如一起诛杀县令，挑选贤德的人立为首领，响应诸侯。这样做就可以保全家室了。不然的话，父子都遭屠杀，无能为力了。”城里的百姓觉得很有道理，就攻杀了不得人心的沛县县令，打开城门迎接刘邦入城。
造反后，大家都推举刘邦为沛令。刘邦说：“天下方扰，诸侯并起。如果挑选首领失误，就可能一败涂地。我不是不想做大家的首领，只是怕自己能力浅薄，不能保全父老乡亲。这样的大事，还是请大家挑选更合适的人吧。”当时萧何、曹参等人都是文吏出身，退却不前。他们怕起事失败后，秦朝诛灭了他们的家族，因此一致推举刘邦出头。因为刘邦本来就是逃亡的小干部，有罪在身，也不怕再多加一条杀头的罪。加上刘邦在沛县百姓心目中本来就有机灵不羁、为人仗义的印象，因此大家强烈推举刘邦：“我们都知道刘季相貌奇特，是大富大贵的样；我们去卜筮，上天也说刘季最适合做沛县的首领。”刘邦在形式上退让了好几次，其它人都不同意。最后刘邦被推举为沛公。
刘邦便设祭坛，祭祀黄帝、蚩尤，高调起事。因为刘邦之前以赤帝之子自居，所以将旗帜都换成赤色。在反秦的红旗下，刘、萧、曹、樊等人招收沛县子弟，聚集了三千人的武装力量。
当时是秦二世元年的9月，刘邦四十八岁。
三
陈胜吴广这支农民起义军的主力，却在不断壮大的同时走向了衰败。
陈胜吴广这支起义军的发展，很大程度上得益于他们“首义”的优势。天下对秦朝的不满积压很久了，现在有人挑头造反，就呼啦啦地都涌去支持。但是军事上的成功不能掩盖陈胜吴广等人在政治上的致命缺陷。张楚政权的领袖们都是贫农出身，苦大仇深有干劲，但对于政治缺乏严密的思考和规划，本身也缺乏良好的教育。随着形势的发展，起义军的弱点和内部矛盾也逐步暴露出来。作为“革命领袖”的陈胜变得骄傲、腐败，渐渐脱离了群众。在政治上，陈胜听信谗言，诛杀将领，导致政权内部上下离心。各地的将领也不再听从中央的节制。围攻荥阳的将领田臧与吴广意见不合，竟然假借陈胜的命令杀死吴广。而进军关中的周文所部因为孤军深入缺乏支援，被秦朝大将章邯消灭。章邯继续在荥阳获胜，率秦朝主力扑向陈胜。陈胜战败，突围逃到城父（今安徽蒙城西北）的时候被叛徒杀害。至此，陈胜、吴广起义发生不到一年就失败了。
虽然陈胜吴广起义军的余部之后还在坚持战斗，但起义的主导权被六国的旧贵族所窃取了。在吴中起义的楚国旧贵族项梁、项羽叔侄力量最为强大，拥立了楚国王室为新的楚怀王，恢复了楚国，成为名义上的领袖。其他夺取起义领导权的贵族也纷纷自立为王。沛县的刘邦力量尚小，就加入了楚怀王的阵营。
农民起义打碎了秦朝残暴的统治，却造成了贵族割据一方，反秦争霸的局面。
四
虽然秦王朝分崩离析，还保有相当强大的实力。章邯大军打败了项梁的军队，杀死项梁，又北上进攻赵国，包围了都城巨鹿。楚怀王调兵遣将，出师救赵。同时派出一支部队向西进攻关中地区，命刘邦为主将。但是项羽也坚持要求出兵关中。于是楚怀王规定双方兵分两路，各自进攻，约定“先入咸阳者为王”。
宋义、项羽在黄河流域遭遇秦朝主力。当时虽然增援赵国的军队很多，但是各军慑于秦军的威势，不敢进攻。宋义也只是驻军黄河南岸，畏缩不前。项羽怒而杀死宋义，率军渡过黄河，挑起了巨鹿之战。在巨鹿之战中，项羽与章邯的大军进行了决战。项羽破釜沉舟，以惊人的勇气，创造了战争奇迹，以绝对劣势的军队打败了秦军主力。章邯率残余部队向项羽投降。其他各增援军队都被项羽的战功所震慑，主将们战后求见项羽时都匍匐前进。项羽俨然成为了起义各军事实上的首领。
因为有项羽的掩护，刘邦兵出河南，在西进的过程中几乎没有遭遇大的战斗，进展迅速。刘邦攻下陈留，还获得了秦朝囤积的大量物资，壮大了力量。最后，他选择秦军防守薄弱的武关进入关中，兵临咸阳城下。咸阳城内的秦朝朝廷发生了内乱，秦二世被赵高杀死，赵高又被子婴杀死。仓促即位的秦朝第三位皇帝子婴最后向刘邦的军队投降，秦朝灭亡。刘邦几乎兵不血刃就占领了关中地区。
刘邦刚进入咸阳城的时候曾经一度飘飘然起来。他以“关中王”自居，流连于秦朝富丽堂皇的宫殿和百花争艳的后宫。刘邦准备在关中常住下来，享受胜利果实。樊哙劝他天下尚未平定，提醒刘邦不要忘了秦亡的前车之鉴。但是刘邦根本听不进去。他本来就是好色贪玩之人，现在面对着秦朝奴役天下多年所聚敛的财物，怎么能不怦然心动呢？谋士张良也来劝刘邦以事业为重。不知道是张良的口才比较好，还是刘邦意识到了问题的严重性，刘邦随即将秦朝府库封存，率领军队撤退到咸阳郊外的灞上。在这里，刘邦避免了变成“第二个陈胜”。他面对数不尽的金银财宝和美女珍馐中能够不动声色、秋毫无犯，可见他的自制力之强，志向之大。他的志向不是“关中王”之流的割据君主，而是当年秦始皇那样的九五之尊。这不是一辈子小心谨慎、勤勤恳恳的刘太公教给刘邦的，而是刘邦从几十年闯荡社会、半盗半侠的生活中提炼出来的。
刘邦到达灞上之后，马上召集关中名士，和大家约法三章。第一，杀人者死；第二，伤人及盗抵罪；第三，其它秦朝的苛刻法制一律废除。苦于秦末暴政的关中百姓欢呼雀跃，民心一下子就支持刘邦了。许多百姓都惟恐刘邦不做关中王，离开他们。刘邦一正一反的这两步棋，是他在争霸天下过程中的关键招数。
尽管如此，刘邦现在的实力依然远远落后于主要竞争对手项羽。
项羽打败章邯，收编了秦朝军队，立刻就气势汹汹地领兵四十多万人直奔关中而来。到函谷关的时候，项羽吃惊地发现刘邦已经平定了关中，还派兵拒守函谷关。他在盛怒之余，立即领兵攻下了函谷关，冲向咸阳，寻找刘邦来了。项羽大军驻扎在戏下（今陕西临潼东北戏水西岸）。一场争夺天下的大战在关中地区展开。
五
刘邦此时只有十万军队，士兵的战斗力也远远比不上项羽的得胜之军。即将开始的战争其胜负一目了然。
刘邦阵营内有人在悬殊的实力对比面前，向项羽投诚，告密说刘邦有做关中王、收取秦朝天下的志向。项羽也志在天下，下定决心要起兵歼灭刘邦。他的谋主范曾也劝他除掉刘邦要趁早。项羽于是开始整军备战，准备第二天一早就发起进攻。
在这千钧一发之际，项羽的叔叔项伯改写了历史。项伯和张良是好朋友。他看到张良在敌方阵营中，即将成为刘邦的殉葬品，于心不忍，连夜潜入刘邦营中找到张良，要他赶紧逃走。张良很忠心，立即将消息透露给刘邦，并建议刘邦赶紧拉拢项伯，先解释自己没有和项羽争夺王位的野心。于是，刘邦设盛宴招待项伯，还和他约定为亲家。刘邦对项伯说：“我进入关中后，把吏民登记造册，把府库封存起来，就是等着项将军来的。我派兵把守函谷关，不是要阻止项将军入关，而是替项将军防守好关中地区，以防止外人侵占。我和将士们日夜都盼望将军你们能早点来，没有丝毫私心，怎么会有造反之心呢？”说完，刘邦请项伯替自己向项羽将军说情，消除误会。项伯轻信了刘邦，不仅答应充当刘邦的说客，还建议刘邦第二天赶早去项羽营帐亲自说明情况，当面赔礼。刘邦也答应了。