各路诸侯攻破了武关（在陕西省），离咸阳不远了。二世吓得直打哆嗦，慌忙派人叫赵高发兵去抵抗。赵高不能再呆下去，就派心腹把二世杀了。
赵高还想自己即位，可是又怕进关的诸侯不服，只好另外立个王再说。他召集大臣们和二世下一辈的公子们，对他们说：“始皇帝灭了六国，统一天下，开始称为皇帝。现在六国都已经恢复了，秦国也应该像以前那样称为王。我看二世的侄儿公子婴可以立为秦王。你们看怎么样？”这批大臣们已经上了“指鹿为马”那一课，都说：“丞相的主意错不了。”赵高就请子婴斋戒（古人在祭祀之前先使自己身心安静一下的准备措施叫斋戒，一般包括沐浴、吃斋、不跟家里的人住在一起等）五天，准备在庙堂祭祀一番，正式即位。
子婴对他两个儿子和一个手下心腹说：“赵高杀害二世，想自己做王，又怕大臣们和诸侯反对，假意立我为王。这是他的诡计。听说他跟楚军有了来往，约定灭了秦国，让他做关中王。现在他叫我斋戒，我推说有病。到即位那天，他一定自己来催，来了就杀了他！”他们很小心地做了准备。到了那天，赵高派人去请子婴来，自己在庙堂上等着，大臣们都鸦雀无声地伺候着赵高。不一会儿，使者回来说：“公子说今天不舒服，不能来。”赵高火儿了，瞪着眼说：“病了也得来！”他就气冲冲地亲自去请子婴。
赵高进去，一瞧，子婴趴在几案上好像打盹似的，连头也不抬。赵高责备他说：“你呀，你真太不识好歹！今天叫你即位，大臣们都等着，你还不去？”子婴抬起头来，突然从帐幔里跑出来三个人，两个使刀，一个使枪，连砍带刺，立刻把赵高宰了。子婴到了庙堂，宣布赵高的罪状。大臣们都说他早该死了，就很高兴地立子婴为秦王。秦王子婴马上发兵五万去守峣关（在陕西省；峣yáo）。
赵高杀二世和子婴杀赵高的信儿传到了楚营，项羽要趁着秦国内部混乱，赶快打进去，就催动大军连夜进军。那些投降的秦兵在私底下议论起来。他们说：“咱们的父母妻子都在关中。咱们打进关去，受灾遭难的还是咱们自己。要是打不进去，诸侯把咱们带到东边去，咱们的一家老小还不给朝廷杀光吗？”有的说：“章将军投降也许是个计，也许咱们还有出头的日子呐。”
有的楚将听到了这些私底下抱怨的话。他们挺着急，就向项羽报告。项羽说：“秦兵还有二十多万，他们心里不服咱们就不好指挥。要是到了关中，他们叛变起来，那咱们可就要吃亏了。”英布和蒲将军说：“咱们可不能让他们先下手。”项羽说：“为了全军的安全，不如光带着章邯、司马欣、董翳一同进关，其余的就顾不得了。”他们就这么定了计划，起了杀心。大军到了新安城南（在河南省），楚军把投降的二十多万秦兵缴了械，都给屠杀了，埋在大坑里。打这儿起，项羽的残暴出了名，秦人把他看做宰人的屠夫。
项羽安抚章邯、司马欣和董翳说：“我们发觉你们营里的士兵正准备着叛变，只好忍痛除了后患。这事跟你们三位不相干，请你们放心。”他们三个人还是可以做将军，这才放心了。
项羽杀了投降的秦兵，毫无顾虑地往西进军，沿路也没有什么阻挡，一直到了函谷关，才瞧见关上有兵守着，不能进去，可是守关的不是秦军而是楚军。楚军怎么不让楚军进去呐？项羽也不明白，叫英布去问。英布大声地说：“我们是诸侯上将军的军队。快开城门，让我们进去！”守关的将士说：“我们奉了沛公的命令守在这儿。沛公下了命令：不论哪一路军队都不准进来！”项羽这一气非同小可，他可不明白刘邦怎么反倒先进了关。
原来项羽跟着卿子冠军宋义往北去救巨鹿的时候，在安阳就停留了四十六天，打败了王离的军队以后，又跟秦军的主力三番五次地展开了血战。刘邦就在这个时候从南路往西北进军。他到了高阳（在河南省），得到了一个谋士叫郦食其（lì yì jī）。郦食其是高阳人，他遇见了刘邦手下的一个骑兵，也是本地人，就对他说：“听说沛公傲慢得很，可是挺了不起的。我倒愿意去帮助他。请你替我说：‘我有个老乡郦先生，六十多了，是个读书人，很有学问，可以帮助您成一大事。’你推荐我，我忘不了你。”那个骑兵摇摇头，说：“不行，不行！沛公最不喜欢读书人。他老说读书人没出息。您还去见他呐？”郦食其央告他说：“你就好歹去说说吧。”
那个骑兵跟刘邦学说了一遍，刘邦答应郦食其去见他。郦食其去了，就有人一直领他进内室去见刘邦。他进了内室，瞧见刘邦正在洗脚。郦食其也不下跪，光作了个揖，开口就说：“您打算帮助诸侯打秦国呐，还是打算帮助秦国打诸侯呐？”刘邦骂他说：“书呆子！天下吃秦国的苦头也吃够了，各路诸侯才联合起来打秦国。你怎么说我帮助秦国打诸侯呐？”郦食其说：
“要是您真打算联合诸侯去灭暴虐的秦国，对年长的人就不该这么傲慢！”刘邦受了批评，连脚都来不及擦，就这么拖着鞋，整了整衣服，向他赔不是，请他坐上座，恭恭敬敬地说：“请先生指教！”
郦食其说：“将军的兵马还不满一万，就要去进攻强大的秦国，这是老虎嘴里掏东西吃。不行！依我说，不如先去占领陈留。陈留是个好地方，四通八达，来往方便，秦国的粮食有不少堆在那儿。用我的计策准能把陈留拿下来。”刘邦正愁营里粮食不够，连忙说：“请问先生有何妙计？”郦食其说：
“我跟陈留的县令有点交情，将军派我去劝他投降，大概可以成功。要是他不答应，我就把他灌醉，在里面接应，将军从外面打进去，准能把陈留拿下来。”刘邦就派他先去把县令缠住，自己偷偷地带着兵马埋伏着。这么里应外合地一来，陈留给夺下来了，粮食也有了。刘邦很信任郦食其，封他为广野君。
郦食其有个兄弟叫郦商，他带了四千人来归附刘邦。刘邦立他为将军，叫他带领这四千人和陈留的兵马跟着他一同去。刘邦急于往西走，沿路遇到不容易打下来的城，他不愿意去跟守城的秦兵死拼，宁可绕个弯儿往前走。他打了几个胜仗，到了颍川。颍川一带是张良打游击的地区。当初张良从项梁那里得到了一千人马到了韩国，立了韩王，打下了几座城。没想到秦国的军队一到，又把这些城夺回去了。张良和韩王成兵马不够，只好来回打游击。这会儿张良听到刘邦到了，就带着韩国的士兵去见他。两支兵马合在一起，由张良带道，很快地打下了韩地十多个城。
刘邦请韩王成留在韩国，守住阳翟（在河南省；翟zhái），要求他让张良一同往西去打咸阳。韩王成说：“我派张良送将军进关。等到将军灭了秦国，请吩咐他马上回来。”刘邦满口答应。他拜谢了韩王成，就和张良带领三万人马去进攻南阳。南阳郡守打了败仗，投降了。刘邦封他为殷侯。郡守投降了还可以封侯，西路几个城的郡守等楚军一到，也都一个个投降了。军队有了粮食，沿路又不抢劫，老百姓都很喜欢，刘邦的兵马就越来越多了。
公元前207年八月，刘邦进了武关，就在这个时候，赵高杀了二世，派人来求和，只要让赵高做关中王，他愿意把秦国献给刘邦。刘邦怕他欺诈，还没答应。没有几天工夫，秦王子婴杀了赵高，派了五万兵马守住峣关。刘邦用了张良的计策，派兵在峣关左右的山头插上无数的旗子，作为疑兵，又吩咐大将周勃带领全部人马绕过峣关正面，从东南侧面突然打进去，杀了主将，消灭了这一支秦军。
刘邦的军队进了峣关，一路跑去，到了霸上（在陕西省长安县东），迎面来了一个好像送殡的仪仗队。是秦王子婴带着大臣前来投降，车马好像戴孝似的都用白颜色。子婴脖子上还套着带子，表示准备勒死，手里拿着皇帝的大印、兵符和节杖，哈着腰候在路旁。樊哙对刘邦说：“砍了他算了！”刘邦说：“当初怀王派我来，就因为他相信我能宽容人。再说，人家已经投降了，再杀他，也不吉祥。”他就收了大印、兵符和节杖，把仅仅做了四十六天秦王的子婴交给将士们看管起来。
刘邦的军队进了咸阳。将士们乱纷纷地争着去找库房，各人都拣值钱的东西拿。萧何可不稀罕这些东西。他首先进丞相府，把那些有关国内户口、地形、法令等的图书和档案都收管起来。这些文件是将来治理国家不能少的，他认为比金银财宝更有用。
刘邦进了阿房宫，一见宫殿这么富丽，幔帐、摆设儿好看得睁不开眼睛，宫女们这么漂亮，就进了内宫，甜丝丝地躺在龙床上，好像躺在云端里似的那么舒坦。樊哙进来了，他说：“怎么啦？沛公要打天下呐还是要做富家翁？这些穷奢极欲的东西使秦亡了，您要这些干么？还是快点回到霸上去吧！”刘邦对他说：“你出去！让我歇歇。”恰巧张良也进来了。樊哙气呼呼向他说了说。张良对刘邦说：“忠言逆耳利于行，良药苦口利于病。请您听从樊将军吧！”刘邦只好皱着眉头把这服苦口的良药喝下去。他起来，吩咐手下人封了库房，自己回到霸上的军营里去。
刘邦召集了各县的父老，对他们说：“你们吃秦朝的苦头已经吃够了。批评朝廷的就得灭族，一块儿谈论谈论的就得处死，这种日子叫人怎么过呐？今天我跟诸位父老约法三章（就是订立三条法令的意思）：第一，杀人的偿命；第二，打伤人的办罪；第三，偷盗的办罪。办罪的轻重看犯罪的轻重而定。除了这三条以外，其余秦国的法律、禁令一概废除。官员们和老百姓安心做事，不必害怕。”刘邦就叫各县的父老和原来秦国的官吏到各县各乡去宣布这三条法令。
老百姓听到了刘邦约法三章，高兴得了不得，都谢天谢地地感激刘邦，只怕刘邦在关中呆不长。刘邦也只怕不能久留在关中，就担心项羽进来。
有一个谋士瞧出了刘邦的心事，对他说：“关中比别的地方富裕十倍，地形又险要，真是个好地方。可惜项羽他们正从东路赶过来。他们一进来，将军的地位可就保不住了。依我说，一面立刻派兵去守函谷关，别让诸侯的军队进来，一面招收关中的壮丁，扩大自己的军队。这样才可以抵抗诸侯。”这一段话正说在刘邦的心坎上，他就派兵去守函谷关，不准项羽的军队进来。
项羽这一气非同小可，连眼珠子都努出来（突出的意思）了。他派英布和蒲将军攻打函谷关。不消多大工夫，他们打进了关。项羽的大军接着往前走，什么挡头都没有。最后他们到了新丰鸿门（在陕西省临潼县东），人马也乏了。项羽把大军驻扎下来，让土兵们吃一顿好的，一面召集将士们商议怎么去惩罚刘邦。
