汉元年（前206）十月，沛公的军队在各路诸侯中最先到达霸上。秦王子婴驾着白车白马，用丝绳系着脖子，封好皇帝的御玺和符节，在枳（ｚｈǐ）道（枳道是一个亭名，其旧址位于今陕西咸阳市东北）旁投降。

有些将领们说应该杀掉秦王。

沛公说：“当初怀王派我攻关中，就是认为我能宽厚容人；再说人家已经投降了，又杀掉他，这么做不吉利。”

于是把秦王交给主管官吏，就向西进入城阳。

沛公想留在秦宫中休息，樊哙、张良劝谏，于是下令把秦宫中的贵重宝器财物和库府都封好，然后退回来驻扎在霸上。

沛公召来各县的父老和有才德有名望的人，对他们说：“父老乡亲们苦于秦朝的苛虐法令已经很久了，批评朝政得失的要灭族 ，相聚谈话的要处以死刑，我和诸侯们约定，谁先进入关中就在这里做王，所以我应当为关中王。现在我和父老们约定，法律只有三条：杀人者处死刑，伤人者和抢劫者依法治罪。其余凡是秦朝的法律全部废除。所有官吏和百姓都象往常一样，安居乐业。总之，我到这里来，就是要为父老们除害，不会对你们有任何侵害，请不要害怕！再说，我之所以把军队撤回霸上，是想等着各路诸侯到来，共同制定一个规约。”

随即派人和秦朝的官吏一起到各县镇乡村去巡视。向民众讲明情况。秦地的百姓都非常喜悦，争着送来牛羊酒食，慰劳士兵。

沛公推让不肯接受，说：“仓库里的粮食不少，并不缺乏，不想让大家破费。”

人们更加高兴，唯恐沛公不在关中做秦王。

有人游说沛公说：“秦地的富足是其它地区的十倍，地理形势又好。现在听说章邯投降项羽，项羽给他的封号是雍王，在关中称王。如今要是他来了，沛公您恐怕就不能拥有这个地方了。可以赶快派军队守住函谷关，不要让诸侯军进来。并且逐步征集关中的兵卒，加强自己的实力，以便抵抗他们。”

沛公认为他的话有道理，就依从了他的计策。

十一月中旬，项羽果然率领诸侯军西进，想要进入函谷关。可是门关闭着。项羽听说沛公已经平定了关中，非常恼火，就派黥布等攻克了函谷关。

十二月中旬，到达戏水（今陕西省西安市临潼区。戏水是渭河的一条小支流，源出骊山，北流经戏亭东，再向北流入渭河。鸿门宴在此发生）。

沛公的左司马曹无伤听说项羽发怒，想要攻打沛公，就派人去对项羽说：“沛公要在关中称王，让秦王子婴做丞相，把秦宫所有的珍宝都据为己有。”

曹无伤想借此求得项羽的封赏。

项羽亚父范增劝说项羽攻打沛公，项羽正在犒劳将士，准备次日和沛公会战。

这时项羽的兵力有四十万，号称百万；沛公的兵力有十万，号称二十万，实力抵不过项羽。

恰巧项伯要救张良，使他不至于与沛公一起送死，趁夜来沛公军营见张良，因而有机会让项伯向项羽说了一番道理，项羽这才作罢。

次日沛公带了百余名随从骑兵驱马来到鸿门见项羽，向他道歉。

项羽说：“这是沛公左司马曹无伤说的，不然我怎么会这样呢？”

沛公靠着樊哙、张良去才得以脱身返回。回到军营，立即杀了曹无伤。

项羽于是向西行进，一路屠杀，焚烧了咸阳城内的秦王朝宫室，所经过的地方，没有不遭毁灭的。秦地的人们对项羽非常失望，但又害怕，不敢不服从他。

项羽派人回去向怀王报告并请示。

怀王说：“按原来约定的办。”

项羽怨恨怀王当初不肯让他和沛公一起西进入关，却派他到北边去救赵，结果没能率先入关，落在了别人之后。

他说：“怀王，是我家叔父项梁拥立的，他没有什么功劳，凭什么能主持定约呢！平定天下的，本来就是各路将领和我项籍。”

于是假意推尊怀王为义帝，实际上并不听从他的命令。

正月，项羽自立为西楚霸王，统治梁地、楚地的九个郡，建都彭城（江苏徐州）。

又违背当初的约定，改立沛公为汉王，统治巴蜀、汉中之地，建都南郑（陕西汉中）。

把关中分为三份，封给秦朝的三个降将：章邯（hán）为雍王，建都废丘（陕西西安）；司马欣为塞王，建都栎阳（yue,四声。战国时秦国旧都，陕西西安）；董翳（yi,四声）为翟王，建都高奴（陕西延长）。

又封楚将瑕丘申阳为河南王，建都洛阳（河南洛阳）。

封赵将司马印为殷王，建都朝歌（河南鹤壁）。把赵王歇改封到代地为代王（河北蔚县）。

封赵相张耳为常山王，建都襄国（河北邢台）。

封当阳君黠布为九江王，建都六县（安徽六县）。

封怀王的柱国共敖为临江王，建都江陵（湖北江陵）。

封番君吴芮（ｒｕì）为衡山王，建都邾（ｚｈū）县（湖北黄冈）。

封燕将臧荼为燕王，建都蓟县（今天津蓟县）。把原燕王韩广改封到辽东为辽东王（辽宁）。

韩广不听，从臧荼就率军去攻打，在无终（天津）把他杀了。

项羽又封给成安君陈余河间周围的三个县，让他住在南皮县（河北沧州）。封给梅鋗（juān）十万户。

四月，各路诸侯在项羽的大将军旗帜下罢兵，回各自的封国去。

汉王也前往封国，项羽派了三万士兵随从前往，楚国和诸侯国中因为敬慕而跟随汉王的有几万人，他们从杜县（西安）往南进入蚀地的山谷中。军队过去以后，在陡壁上架起的栈道就全部烧掉，为的是防备诸侯或其他强盗偷袭，也是向项羽表示没有东进之意。到达南郑时，部将和士兵有许多人在中途逃跑回去了，士兵们都唱着歌，想东归回乡。

韩信劝说汉王道：“项羽封有功的部将，却偏偏让您到南郑去，分明是流放您。部队中的军官、士兵大都是崤（ｘｉáｏ）山以东的人，他们日夜踮起脚跟东望，盼着回归故乡。如果趁着这种心气极高的时候利用他们，可以建大功。如果等到天下平定以后人们都安居乐业了，就再也用不上他们了。不如立即决策，率兵东进，与诸侯争权夺天下。”

项羽出了函谷关，派人让义帝迁都。并对义帝说：“古代帝王拥有纵横各千里的土地，而且一定要居住在江河的上游。”

派使者把义帝迁徙到长沙郡的郴（ｃｈēｎ）县（湖南郴州），催促他赶快起程，群臣于是渐渐背叛了他，项羽就秘密命令衡山王、临江王去杀义帝，把义帝杀死在江南。

项羽怨恨田荣，就封齐将田都为齐王。田荣很生气，就自立为齐王，杀掉田都，反叛楚王；又把将军印授给了彭越，让他在梁地反楚。

楚国派萧公角去攻打彭越，被彭越打得大败。

陈余怨恨项羽不封自己为王，就派夏说（ｙｕè）去游说田荣，向他借兵攻打张耳。

齐国给了陈余一些兵力，打败了常山王张耳，张耳逃走归附了汉王。

陈余从代地把赵王歇接回赵国，重新立为赵王。

赵王因此立陈余为代王。

项羽大为恼怒，发兵向北攻打齐国。

八月，汉王采用韩信的计策，顺原路返回关中，袭击雍王章邯。

章邯在陈仓（陕西宝鸡）迎击汉军，雍王的军队被打败，退兵逃走；

在好畤（ｚｈì，陕西咸阳乾县）停下来再战，又被打败，逃到废丘。

汉王于是平定了雍地。

汉王向东挺进咸阳，率军在废丘包围雍王，并派遣将领们去夺取土地，平定了陇西、北地、上郡。

派将军薛欧、王吸带兵出武关（陕西商洛丹凤县，是古代“秦之四塞”之一，地处峡谷间一座较为平坦的高地上，北依高峻的少习山，南濒险要），借着王陵兵驻南阳（河南南阳），到沛县去接太公，吕后。

楚王听说后，派兵在阳夏（河南周口太康县）阻截，汉军不能前进。

楚又封原吴县（江苏苏州）县令郑昌为韩王，以抵拒汉军。

二年（前205），汉王向东夺取土地，塞王司马欣、翟王董翳、河南王申阳都归降了汉王。

韩王昌不肯归降，汉王派韩信打败了他。

于是把攻占的土地设置为陇西、北地、上郡、渭南、河上、中地等郡；在关外设置了河南郡。

改封韩国的太尉信为韩王。汉王下令各路将领，率领一万人或者献出一郡之地降汉的，封给他一万户。

修筑河上郡的要塞。原先秦朝供帝王游玩打猎的园林，都允许人们去耕种。

正月，俘虏了雍王的弟弟章平。大赦天下罪犯。

汉王出了武关到达陕县（河南省三门峡市西部），抚慰关外的父老，回来后，张耳前来求见。汉王对他十分厚待。

二月，下令废除秦的社稷，改立汉的社稷（土神和谷神的总称，社为土神，稷为谷神）。

三月，汉王从临晋（山西运城临猗县）渡黄河，魏王豹带兵跟随着。

攻下河内，俘虏了殷王，设置了河内郡。

又率军向南渡过平阴津，到达洛阳。

新城县一位掌管教化的三老董公拦住了汉王，向他说了义帝被杀的情况。

汉王听后，袒露左臂失声大哭。随即下令为义帝发丧，哭吊三天。

派使者通告各诸侯说：“天下诸侯共同拥立义帝，称巨事奉。如今项羽在江南放逐并杀害了义帝，这是大逆不道。我亲自为义帝发丧，诸侯也都应该穿白戴素。我将发动关中全部军队，聚集河南、河东、河内三郡的士兵，向南沿长江、汉水而下，我希望与诸侯王一起去打楚国那个杀害义帝的罪人！”

这时候，项羽正在北方攻打齐国，田荣和他在城阳交战。田荣被打败，逃往平原，平原的民众杀了他。

齐国各地也都归降楚国。

楚军放火焚毁了齐国的城邑，掠走了齐人的子女，齐国人十分愤怒，又反叛楚国了。

田荣的弟弟田横立田荣的儿子田广为齐王。齐王已在城阳举兵反楚。

项羽虽然听说了汉王已经到东方来了，但因为已经与齐军连续作战多日，就想在打败齐军之后再去迎击汉军。

汉王因此得以挟持常山王张耳，河南王申阳、韩王郑昌、魏王魏豹、殷王卬五诸侯的军队，攻入彭城。

项羽闻讯，立即率兵离开齐国，从鲁县（山东曲阜）穿过胡陵（江□□县）到达萧县（安徽宿州），跟汉军在彭城灵壁以东的睢水上激战，大败汉军，杀了许多汉兵，睢水因此被阻塞不能畅流。

项羽又派人从沛县掳来了汉王的父母妻子、儿女，把他们扣留在军中做人质。

当时，诸侯们见楚军强大，汉军被打败，又都背离了汉王而去帮助楚王。

塞王司马欣逃入楚国。

吕后的哥哥周吕侯替汉王率兵驻扎在下邑（安徽砀山）。

汉王去投奔他，逐渐聚集士卒，驻扎在砀县。然后率军向西，经过梁地，到达虞县（河南商丘虞城）。

汉王派使者随何到九江王黥布那里去，说：“您如果能说服黥布发兵反楚，项羽一定会暂停留在那里攻击你。只要项羽军停留几个月，我就一定能取得天下。”

随何前去游说九江王黥布，黥布果然反楚。

楚派龙且前去攻打他。

汉王在彭城兵败向西撤退的时候，途中派人去寻找家室，家室都已逃走，没有找到他们。败退途中只找到了孝惠。

六月，立孝惠为太子，大赦罪犯。让太子守卫栎阳，把在吴中的各诸侯的儿子也都集中到栎阳来守卫。

接着，引水灌废丘，废丘降汉，章邯自杀。把废丘改名为槐里。于是命令掌管祭祀的祠官祭祀天地、四方、上帝、山川，要按时祭祀。

又发动关内的士兵去防守边塞。

这时候，九江王黥布与龙且交战，没打胜，就跟随何一起抄小路而行来归附汉王。

汉王又渐渐收集士兵，跟各路将领及吴中军队频频出动，因而队声威大振于荥阳，在京、索之间击败了楚军。

三年（前204），魏王豹请假回乡去探视父母的疾病，一到魏国，就毁绝了黄河的渡口，反汉助楚。

汉王派郦食其去劝说魏豹，魏豹不听。

汉王就派将军韩信前去攻打，把魏军打得大败，俘虏了魏豹，于是平定了魏地，设置了三个郡：河东郡：太原