推翻秦王朝对刘邦来说，也许该松了一口气。当刘邦一进入秦皇宫殿，看见宫殿富丽堂皇，奇珍异宝不计其数，美女楚楚动人，便想留在宫中尽情享乐。部将樊哙虽是卖狗肉出身，却很有头脑，犯颜强谏说：“沛公您是想得到天下呢，还是想当富翁呢？这奢侈豪华的东西，正是秦朝灭亡的原因，您要它有什么用？希望您马上回军霸上，一刻也不要在宫中停留。”刘邦见是手下武将进谏，根本听不进去，仍旧赖在宫中不走。张良知道后，上前规劝道：“正是因为秦朝无道，所以您沛公才能到这里来。您想，我们是为天下百姓消灭无道的暴秦来到这里的，应该生活节俭，作风淳朴。现在您刚走进秦宫，就贪图享受，乐而忘返，这就是人们常说的助桀为虐。况且，忠言逆耳利于行，毒药苦口利于病。希望沛公您接受樊哙的建议。”张良的话语虽然平静，不像樊啥那样言辞激烈，但不能不引起刘邦重视，特别是“秦为无道”、“助桀为虐”等字眼，深深地刺痛了刘邦沉醉的心，使他醒悟过来。于是刘邦接受他们的劝谏，下令封存秦朝的宫室、府库，还军霸上。接着刘邦又申明军纪，宣布废除秦朝的一切苛政，与关中百姓“约法三章”：“杀人者死，伤人及盗抵罪。”并留用秦朝的一些官吏，维持社会秩序，派人与秦吏一起巡行县。乡、邑，宣传刘邦的政策。秦人闻知非常高兴，争先恐后地杀牛宰羊犒劳十兵。刘邦又谦让地说：“粮食很多，足够吃用，不必让百姓费心了！”老百姓听到后，更加高兴，惟恐刘邦不做关中王。
由于严明的军纪，宽大的政策，争取了民心，为后来与项羽争夺天下，打下了扎实基础。
项羽在河北巨鹿之战中消灭秦军主力，声威大震，取得了诸侯上将军的地位。他统领诸侯军40万和章邯降卒20万向关中开进。在途中担心降卒有变，竟在新安（在河南漫池）城南把降卒全部坑杀。
汉王刘邦元年（前206年）十二月，项羽率军来到函谷关，听说刘邦已定关中，并派兵守关，极为不满，命令部将连夜攻破函谷关，进军至戏（今陕西渭南西北）。刘邦的左司马曹无伤暗中派人向项羽报告说：“刘邦想做关中王，让子婴为相，把天下珍宝占为己有。”经此一激，项羽更加恼火，命令犒劳士卒，准备明天消灭刘邦。当时项羽有40万军队，号称百万，驻扎在新丰鸿门（今陕西临潼东），刘邦有10万军队，号称20万，驻扎在霸上。项羽的谋士范增趁机煽动说：“刘邦这小子，从前是贪财好色，现在一入关，对财物丝毫不取，对女色也不接近，由此看来，他的志向不小。应该赶快消灭他，万万不可坐失良机。”经范增一说，更坚定了项羽的决心，战争大有一触即发之势。
幸亏项羽的叔父项伯，原与张良有旧交。为了报答张良当初的救命之恩，当天夜里，项伯骑快马飞驰到刘邦大营，私见张良，把项羽明早进击刘邦的事，原原本本告诉了张良。项伯要张良赶快随他逃出军营，不要等着白白送死。
张良听后大惊，这消息太重要了，关系到全军的生死存亡。只见张良眉头一皱，计上心来，就找借口说道：“我是奉韩王之命，送沛公入关的，现在人家有急难，我自己逃走，这是不义的，还是和他说一声为好。”项伯被张良的侠义心肠所感动，只好答应。张良转身就去向刘邦报告这一重要消息。刘邦听后大惊，连声说道：“这可怎么办？这可怎么办？”张良见刘邦如此焦急，就问刘邦：“您估计，我们的军队能够抵挡住项羽的攻击吗？”刘邦沉默不语，半晌说道：“我们当然不是他的对手，但事已至此，该如何是好？”张良说：‘看来这事只有请沛公您自己去向项伯说明，告诉他说您不敢背叛项羽。”刘邦问：“你怎么和项伯有交情呢？”张良说：“从前在秦的时候，项伯和巨下有过交往，项伯杀了人，我设法救了他。如今事情危急，多亏他告诉我这个消息。”刘邦又问：“你和项伯谁年长？”张良说：“项伯比我大。”刘邦说：“好，你请他进来，我用兄长之礼待他。”于是张良出来，请项伯一定要与刘邦见上一面再走，项伯推辞不过，只好去见刘邦。
刘邦一见项伯，就如同故友重逢一样，热情招待。他举杯向项伯敬酒，并约为儿女婚姻。刘邦对项伯说：“我入关以后，秋毫不敢私取，清查了人口，封存了府库，专为等待项将军前来接收。所以要派遣将士守住函谷关，是为了防备其他盗贼出入，以防非常的事情发生。我守在这里，日日夜夜盼望项将军到来，怎敢谋反呢？千万请您回去告诉项将军，我刘邦不敢有背德之心。”项伯本来没什么主见，经刘邦的热情款待和好语相言，就答应回去向项羽解释。临别，他还叮嘱刘邦说：“明天一早，您一定要去向项羽表示歉意。”刘邦只好同意。
项伯连夜回到楚军营中，把刘邦的话，详尽地向项羽解释。随即对项羽说：“假如不是刘邦先击破关中秦军，将军怎敢一直入关呢？现在刘邦入关破秦有功，我们不但不赏赐，反倒要进攻人家，这是多么不义呀！不如乘机好好招待他。”项羽被说服了。
第二天清晨，刘邦带领文臣张良、武将樊哙和百余骑兵，来到鸿门，向项羽赔罪说：“我和将军合力攻秦。将军战于河北，我战于河南。但是我自己也没料到会先入关攻灭秦朝，能在这里和将军相见。现在有小人从中挑拨，使将军和我之间有了嫌隙。”项羽听后，竟不假思索地说：“这都是沛公你的左司马曹无伤说的，不然，我何至于如此？”
项羽当即请刘邦赴宴。项羽和项伯东向而坐；亚父范增坐向南；刘邦向北，张良西向坐侍位。席间，范增屡次举目示意项羽，又再三举起所佩玉块，暗示项羽速下决断，杀死刘邦。项羽默然，无任何反应。张良早已察觉，心中暗思对策。
范增见项羽无意杀掉刘邦，就起身走出去，召来项庄说：“君王为人不忍。你进帐中，上前向沛公敬酒，敬酒完毕，就请求在座前舞剑。乘舞剑之机，刺杀刘邦。不然的话，你们这些人都要被他俘虏！”项庄进入帐中，向刘邦敬酒。敬酒毕，项庄说道：“君主与沛公饮酒，军中没有什么可供娱乐的，请让我以舞剑来助兴。”说完，拔剑起舞。项伯看出项庄的用意，也拔剑起舞。项伯经常用自己身体掩护刘邦，使项庄无法下手。
张良见情况危急，忙起身出帐，找到樊哙。樊哙问张良：“今天的情况怎样？”张良说：“十分危急！现在项庄拔剑起舞，其用心时时是在想杀害沛公。”樊哙说：“这太紧急了！我得马上进去，与沛公同生死。”说完，一手拿着剑，一手拿着盾牌，撞倒军门卫兵，闯入帐中。只见他圆睁双眼，眼角都睁裂了，怒发冲冠，狠狠地瞪着项羽。项羽大吃一惊，按剑跪起大声问道：“来客，是什么人？”张良说：“这就是沛公的随身护卫樊哙。”项羽称赞说：“真是壮士！快赏酒。”樊哙接过酒，站着一饮而尽。项羽又说：“再赏他一只猪腿！”樊哙把盾牌放在地上，用剑切着猪腿，大嚼起来，吞食而下。项羽看后，大为赞许地说道：“真是壮土！还能再喝酒吗？”樊哙大声说道：“我连死都不怕，喝杯酒还有什么可推辞的。秦王暴虐，有虎狼之心，杀人、用刑恨不能穷尽，天下人因而起兵反秦。楚怀王和请将有约：‘谁先攻入咸阳，谁就做汉中王。’现在沛公首先破秦，进入咸阳，秋毫不犯，封闭府库，还军霸上，专候大王前来接管。所以要派遣将士守函谷关，是为防备其他盗贼进来，和预防非常变故。沛公这样劳苦功高，您不但没有给封侯之赏，反而听信小人之言，要杀害有功之人，这不是重蹈秦朝灭亡的覆辙吗？樊哙愚见，大王实不该如此。”项羽被说得哑口无言，只好连声说：“请坐！请坐！”樊哙于是坐在张良的身边。
过了一会儿，刘邦借口去厕所，离开宴席。刘邦对樊哙说：“现在我想走，不辞而别，这样好吗？”樊哙说：“干大事，就不必拘泥于小节；大礼当前，就无须拘执于小的谦让。现在人家就像刀和俎，我们就像鱼和肉，正待人家宰割，还讲什么告辞不告辞。”刘邦骑上一匹马，让樊哙等做护卫，从小路奔回霸上。同时，让张良留下来应付项羽。张良灵机一动，问道：“沛公您今天来这里，带了什么礼物？”刘邦说：“我带来白璧一双，想要献给项羽，又有玉斗一双，想要赠给亚父范增，赶上他在发怒，我不敢献，你替我献给他们好了。”张良说：“谨遵命！”刘邦又说：“从这条小路到我军驻地不过20里，你估计我到了霸上，再进帐向项羽辞谢。”
张良估计刘邦已回到霸主，便信步走进帐中对项羽说：“沛公喝多了，不能辞行。他让我奉白璧一双，拜献给大王足下。玉斗一双，拜献给亚父。”项羽问：“沛公现在哪儿？”张良从容地回答道：“沛公听说大王有意怪罪他，深感恐惧，所以一个人先走了。现在已经回到军中。”项羽没再说什么，接受了白璧，放在案上。范增怒气冲冲地把玉斗扔到地上，拔出宝剑，把玉斗击得粉碎。愤愤地说：“唉！这些年青无知之辈，不足同谋大事！将来夺项王天下的，一定是刘邦。我们这些人就等着做他们的俘虏吧！”
刘邦回到霸上，立刻诛杀了曹无伤。
几天过后，项羽带领兵马向西进发，屠杀咸阳军民，杀了子婴，纵火烧毁了秦朝的宫室，大火三个月不灭。把秦宫中的财宝和妇女掠劫一空。项羽肆意烧杀，掳掠的暴行，引起关中人民强烈反感，因而丧失人心，关中百姓更加拥护刘邦。
四明烧栈道激项攻齐
汉王刘邦元年（前206年）二月，项羽自立为西楚霸王，取梁、越之地九郡（占有今江苏。安徽、山东、河南部分地区），定都彭城（今江苏徐州）。此前，韩生曾向项羽建议说：“关中地区，有山河险阻，四面有关塞之隘，土地肥沃，如果在此建都，可以成就霸业。”项羽看到咸阳宫室都已被烧得残破不堪，又思念故乡，便说道：“富贵不回故乡，就像身穿锦绣衣服在夜里走路，谁能知道呢？”事后韩生说：“人们都说楚人是沐猴而冠，果然不错。”意思是说猴即使是戴上人帽子，也始终办不成人事。有人报告了项羽，项羽大怒，立即烹杀了韩生。
项羽又派人去见楚怀王，请求更改以前的盟约。楚怀王没有答应。项羽大怒，就把怀王迁到江南，建都郴县（今湖南郴县）。表面仍尊称他为“义帝”，但把他迁到边远地区，实际上是剥夺了他的权力。
项羽又分封了18个诸侯王。项羽蓄意要把刘邦逐出关中，但因天下诸侯都知道有约在先，他就同范增密谋，认为巴、蜀之地道路艰险，居民多为秦的罪犯迁去的，正好利用来限制刘邦的发展，于是就借口说巴、蜀也是关中之地，将巴蜀、汉中之地封给刘邦，为汉中王，定都南郑（今陕西汉中）。项羽仍不放心，为了牵制刘邦，阻塞他东进的道路，又三分关中：封秦降将章邯为雍王，占有咸阳以西，以废丘（今陕西兴平东南）为都；封司马欣为塞王，占有咸阳以东，黄河以西，以栎阳（今陕西临潼东北）为都；封董翳为翟王，占有上郡（今陕西北部地区）之地，以高奴（今陕西延安伪都。三国合称三秦。
刘邦对项羽违背盟约的做法，十分气愤，打算与项羽拼个你死我活。萧何劝解说，如今您兵众不如项羽，不如暂时忍一忍，先立足汉中，抚养百姓，招纳贤才，文用巴、蜀二郡的资财，然后回师东进，平定雍、塞、翟三秦之地，这样天下就可以夺取了。刘邦听从了萧何的功谏。
汉王刘邦因张良功多，赏赐他黄金百锰，珍珠二斗。张良一心替刘邦着想，把这些东西全都转赠给项伯，让他再为汉王请求，把整个汉中地区都封给刘邦。项伯见利忘义，立即前去说服项羽。项羽答应了请求。这样，汉王刘邦就将秦以南三郡联成一体，奠定了日后汉兴楚亡的基础。
这年四月，诸侯各自罢兵就国。项羽分给刘邦三万人马，但楚军和其他诸侯军中因仰慕而追随刘邦的有好几万人。张良因要随韩王成回去就封，不能跟随刘邦到南郑，但又依依不舍。于是他决定先送刘邦，然后再回阳翟。汉军从杜县（今陕西西安东南）南面，进入蚀中（今西安南，即子午谷）。张良一直送到褒谷（在今陕西褒城）。此处被崇山峻岭环抱，沿途悬崖峭壁，无路可行，只有栈道凌空高架，借渡行人，是由陕入川的南北通道，为兵家必争之地。刘邦见前途艰险，就让张良回韩王那里去。依依惜别之际，张良指点群山栈道对刘邦说：“大王何不烧掉您所走过的栈道，向天下人表明，您不会再到关中来，这样既可防备诸侯军队来犯，又可让项羽打消对您的顾忌之心。”刘邦深为赞赏，让张良在回去的路上，一边走一边烧栈道。
张良回国后，情况发生了变化。项羽因张良辅佐刘邦，嫉恨在心，就不放韩王成回国，而是把他带到彭城。到达彭城后，项羽又把韩王成降封为穰侯，过了不久又把他杀了。
由于项羽分封不公，诸侯与诸侯之间，诸侯与项羽之间矛盾重重。汉王刘邦元年（前206年）四月，各国刚刚罢兵，五月，田荣就首先在齐地起兵反抗项羽。陈余因为没有被封为王，也对项羽不满，与田荣联合共同对付项羽。
此时刘邦在汉中积极备战，伺机东进。汉王刘邦元年（前206年）八月，用大将韩信之谋，出敌不意，从故道（今甘肃两当附近）袭击雍地，连败雍三章邯，迫降塞王司马欣、翟王董翳，实现了还定三秦的战略目标。项羽闻知关中三秦力量不堪一击，马上发兵守阳夏（在今河南太康），阻拦汉军，又封过去曾为吴县县令的郑昌做韩王，以抵抗汉军。
为了有力配合刘邦的军事行动，麻痹项羽，张良不失时机地给项羽写信。信中说：“汉王失去了汉中王应得的封职，所以要离开汉中，出兵攻取三秦。一旦实现先前的约定（指先入关者为关中王）就会停止作战，不敢东进。”为了激怒项羽向北击齐，使刘邦更顺利地开辟新战场，张良特意给项羽送去齐国田荣。梁地彭越反叛项羽的文书，说：“齐国要联合赵国一起灭掉楚国。”项羽信以为真，打消了西进的念头，全力向北攻打齐国。
汉王刘邦二年（前205年）冬十月，张良从韩地抄小道，躲躲藏藏，历尽艰险，回到汉中。刘邦封张良为成信侯。因他身体素来多病，未尝独率兵马，而是经常作为出谋划策的谋臣，时时跟随在刘邦身边。
五下邑之谋借箸销印
汉王刘邦二年（前205年）四月，刘邦乘项羽与齐国战争陷于胶着状态之际，率领56万大军乘胜东进，一路进展顺利，未经大的战斗，就占领了彭城。刘邦占领彭城后，虽作了些军事部署，但刘邦已被胜利冲昏了头脑，整天摆酒设宴，大会部将宾朋。
由于刘邦措施不力，给项羽反击赢得了时机。项羽一面留下诺将继续攻齐，一面亲自统帅精兵3万人还救彭城。一经接战，刘邦惨败，数十万汉军被歼，刘邦仅率数十骑冲出重围，一路上丢弃妻子儿女，狼狈逃至下邑（今江苏砀山）。
彭城之役，刘邦损失惨重，不但汉军主力被歼，而且许多诸侯望风转舵，纷纷背汉向楚，形势急转直下，刘邦处于极端困难的境地。
刘邦逃至下邑后，疲惫地下马休息，他拿下马鞍，坐在上面，急切地向群臣问计说：“我想舍弃函谷关以东所有土地。谁能与我共图大业，我就封赏给他。”张良建议道：“九江王英布，是楚国的一员猛将，他同项羽之间有些隔阂；彭越正联合齐王田荣在梁地起兵反楚。这两个人可以利用来救急。在汉王您身边的将领中，惟有韩信可以委任大事，独当一面。如果您要把关东的地区作为赏地，赏给这三个人，那项羽的大军，就一定可以打败。”