山中，找见刘邦，说明缘由。刘邦一听大喜，认为这是上天送来了良机，便率领一支小队伍向沛县开来。意想不到的是，此时的沛县县令忽又反侮，拒绝让刘邦等人人城。请急之中，萧何、曹参等人连夜逃出城外，投奔刘邦，共谋起兵大计。城中百姓闻听县令出尔反尔，不但不起兵反秦，还拒绝刘邦等反秦队伍人城，盛怒之下便冲进县衙，杀死县令，打开城门，迎人刘邦，并推举他为沛县县令。刘邦故作谦虚地对众人说：“当今天下大乱，诸侯并起，我非敢自爱，实觉德薄力弱，未能保全父老子弟，还是另外举贤能为好卫”萧何、曹参等见刘邦推辞，也故作不肯依从。结果，还是刘邦做了沛县县令，按楚国旧称，叫做“沛公”。这年刘邦四十八岁。
刘邦从一个亡命深山的流氓无产者，摇身一变成为众人拥戴的沛公后，立即在县城内正式举行了起兵仪式。为了有更大的号召力，他借人们为自己斩白蛇而演绎的故事，把自己当做赤帝之子，所用旗帜皆为红色，又令萧何、曹参、樊哈等人招收沛县子弟，没几大工夫，便聚集起两三千人。有了这班人马，刘邦宣布正式起兵反秦，并首先攻占了自己家乡丰乡，破城后改为丰县，命雍齿驻守于此，尔后发兵攻略别的县城。就在这时，丰乡守将雍齿背叛，刘邦不得不回兵讨伐，无奈兵力不足，攻而不克，只得四处去借兵。当刘邦等人赶奔留城（今江苏沛县东南）准备借兵时，适逢张良带着百多名壮士，正要投奔义军。沛公和张良一见如故，大有相见恨晚之感。待几句交谈，刘邦便觉得张良满腹韬略，堪称人中之杰，而张良也感到刘邦大度识人，堪称人主，于是两人很快就成了至交，当两人论及以后的前途时，萧何趁机进言道：“听说江东项梁和他侄儿项羽在会稽举义，如今已有一二十万人马，并且已经进至薛城，何不去投奔他们，共图大事？”刘邦与张良听罢均认为可行，于是不再顾及雍齿，率领人马往薛城奔来。
项梁、项羽是楚国名将项燕的后代。项氏原籍下相（今江苏宿迁西南），世代为楚国将门，因封于项地（今河南沈丘），而以“项”为姓。项梁的父亲项燕在秦灭楚时，战死沙场。后来，项梁因为杀人，带着侄儿项羽潜逃到吴（今江苏苏州）。由于项氏名望很大，昊中的士大夫都推项梁为首领，项梁遂在吴县定居下来，常常主持办理一些征发摇役和丧葬等大事，并训练宾客子弟，暗中准备起兵反秦。
项羽名籍，字子羽，自小颇有大志。有一次，秦始皇出游会稽（郡名），项羽随叔父前去观看，当他见到秦始皇的仪容时，不禁脱口说了一句“彼可取而代之”。项梁慌忙伸手掩住他的嘴，小声说；“你不想活了，让人听到，全家都要被杀。”说完，拽起他挤出人群就走，项羽还有些不服气，边走边说：“我还以为皇帝生着三头六臂和凡人不一样，想不到他长得那么难看，一双细长眼，鼻子像蜂的屁股一样尖突，胸似鹰鸳一般前鼓，连他都能做皇帝，我当然可以取代他了。”
项梁见四下无人，耐心解释说：“你有这样的雄心，也不枉为项氏之后，我当然高兴。可我们现在是亡国之民，凡事都要谨慎小；｝；，你要取代他的地位，复兴大楚，也要等待时机呀。”项羽不再答话，只在心里暗下决心，一定要练好本领，有朝一日非干出一番大事业来不可。
据《史记·项羽本纪》记载：项梁曾教项羽习字读书，可他感到索然无味，没学几天就厌烦了。项梁又教他剑术，他练了几天也不愿再练，气得项梁不断怒斥他。他反而振振有词地说：“如今是一个尚武的时代，读书习字怎么能报我的深仇大恨，能认识自己的名姓也就罢了，击剑不过是匹夫之勇，对敌一人，我要学同万人作战之术。”
项梁觉得他说的也有道理，从此就教他兵法，项羽非常高兴，可当他掌握了大致的要领以后就不想继续学了。项梁就埋怨他，你这也不想学，那也不想学，将来怎么做我的帮手。项羽乐呵呵地说：“我认为兵法是在战场上打出来的，知道其中的基本原则就可以了，死背硬记那些教条，反而不利于在实战中灵活运用，赵国那个纸上谈兵的赵括，不就因此而丧身辱国了吗？”一席话说得项梁无法回答，也就由着他的性子去了。
项羽长到二十几岁时，身高八尺（秦一尺约合今23厘米）有余，力能扛鼎，才气过人，吴县的年轻人没有能和他相匹敌的。
陈胜起义的消息传到吴县后，会稽郡郡守殷通如坐针毡，惶惶不可终日。这些平日作威作福的地方大员，当老百姓被逼造反时，最害怕的就是他们。随着陈胜起义军的节节胜利，殷通暗想，如果自己再迟疑不决，说不定哪一天会稽也会发生暴动，与其坐以待毙，不如先下手为强，自己也做个反秦的领袖。于是，殷通就派人把项梁请来，一起商议对策，他的意图很明显，就是想利用项氏家族的声望和势力，使老百姓服从自己。项梁来到郡府后，殷通一反平口趾高气扬的面孔，谦恭地对项梁说：“江北各地的反乱已经兴起，种种迹象表明，苍天灭秦的时刻已经到来。俗话说，先发制人，后发则为人所制。机不可失，本官想请你出山，和桓楚同为将军，立即起兵。”
项梁听了殷通的一番话，心里早就明白了几分，故意谦让道：“郡台的好意我心领了，只是小民无德无能，怎好担此大任，郡台还是另请高明吧。”
殷通赶紧恭维道：“项兄就不必谦让了，想当初，秦亡六国，楚最无罪，令尊大人一向受楚国人民爱戴，竟惨死在秦将王剪刀下，至今楚人每念及此，仍不免伤心落泪。如果能用令尊大人的名义号召天下，肯定一呼百应。这将军之任是非你莫属呀！”
项梁听殷通把自己的意图和盘托出，就顺水推舟地说：“既然郡台如此器重在下，小民也就勉为其难了。只是桓楚仍逃亡在外，无人知晓他躲在何处，听说项羽好像跟他有些信息来往，不如让项羽去召他回来。”殷通表示同意。项梁就走到门外，悄悄吩咐项羽进去后见机行事，然后带他一起去见殷通。
殷通等他们进来，就把自己的打算告诉项羽，让他火速去找桓楚。项羽说：“臣无凭无据，桓楚怎能相信，不如郡台修书一封，好使桓楚不起疑心。”殷通认为有理，就伏案写起信来。
项梁见时机已到，喊声“动手！”项羽已抢步向前，没等殷通明白过来，人头早已应声落地。
项梁把郡守的印缓佩挂在身，手举殷通的人头走向大厅，大厅里的侍卫被惊呆了，几个反应快的兵丁见郡守被杀，迅速冲了过来。项羽挥动佩剑，几个回合就砍倒一大片，其余的人再也不敢近前。项羽把剑一横，微笑着说：“哪个还想陪你们的狗官一起去死，不妨过来试试我的刀法。”众侍卫你看看我，我瞧瞧你，一时围在那里不知所措。
项羽把剑一挥，大喝一声：“不怕死的送命来！”众侍卫立即被吓得刀枪落地，纷纷跪在地上不敢抬头。
项梁走过来对他们说：“诸位不用害怕，我不会难为大家，只要今后听从我的命令，保你们享受荣华富贵。”众侍卫赶紧磕头谢恩，纷纷表示惟命是从。
项梁于是召集吴中父老亲朋，告诉他们起兵反秦的决定，并宜布自己为会稽郡郡守，然后以“楚虽三户，亡秦必楚”相号召，征集士兵，循下属县，得精兵八千人，任命项羽为副将，举兵反秦。正在这个时候，陈胜领导的农民军主力在秦军的镇压下，却不幸遭到失败。
原来，陈胜领导的起义军占领陈县后，原魏国名士张耳、陈余被秦缉捕，正变易姓名潜伏在陈县，这时也来投奔义军。陈胜进城后，陈县豪杰父老请求拥立陈胜当楚王。陈胜以张耳、陈余素有大名，就向他们征询意见。
张耳、陈余回答说：“秦为无道，灭亡六国，暴虐百姓，将军首举义旗，为天下铲除残暴，深受人民欢迎。可如今刚刚占领陈县就想着称王，是向天下显露自己的私心。希望将军不要称王，迅速统兵西进，同时派人拥立六国后代为王，让他们自己发展势力，以增加秦的敌人，秦朝廷如果分兵去攻击则力量分散，而我们的同盟多则兵强势盛。这样一来，函谷关以东地区不需要派一兵一卒，没有哪个县为秦守城，将军就可以长驱直人，诛灭暴秦，占据咸阳，号令诸侯。诸侯亡国后又得以复国，必然对将军感恩戴德，将军以仁德使其服从，帝王之业可大功告成！现在将军在陈称王，恐怕天下顷刻间就会四分五裂。”
陈胜出身寒苦，占山为王的思想在他的意识深处根深蒂固。听张耳、陈余反对自己称王，心里非常不悦，反驳说：“依两位先生的意见，是要复立六国的后代为王，那不是让他们各自忙着收复本国的土地，而无心西击灭秦了吗？这样做反而分散了我们的力量，不可取。”于是，陈胜自立为王，号“张楚”，然后分兵略地，以主力往西击秦。
陈胜当时的部署是：命邓宗统兵南下九江郡；以陈县故交武臣为将军，邵骚为护军，张耳、陈余为左、右校尉，统兵三千北攻赵、魏故地；任命吴厂‘为假工‘假是代理的意思），率兵进攻荣阳，之后又兵分两路，入关灭秦的主力军，由宋留率兵经南阳〔今河南南阳）直叩武关；由周文率领主力军直捣咸阳。
陈胜早年穷困潦倒，经常靠替地主打工维持生计，如今一旦称王天下，便前呼后拥，沾沾自喜，贪图享乐了。他遣将四出后甲天天饮酒取乐，左脾右妾，不仅杀了昔日跟他同甘共苦的旧友，而月_信任饭臣，以朱房为中正，胡武为司过，制驭群臣，有功不能赏，有罪不能罚，以致人心大失。正当他终日沉醉于歌舞升平之中时，哪里会想到义军已危机四伏，大祸就要临头了。
却说那秦二世自以为帝位永固，最初根本没把起义军放在眼里。当周文的几十万大军步步逼近咸阳时，他才大梦初醒，惊恐万状，急忙召集群臣商讨对策。少府章邯提出：调集军队已经来不及了，不如把修骊山墓的刑徒武装起来，用他们去镇压起义军。秦二世无计可施，只好大赦天下，命令章邯率领这几十万刑徒向周文大军反扑。同时又快马调回戍守在北方的数十万军队，令王离统帅，从上郡直接东渡黄河，经太原下井径，深入赵地，镇压河北义军。
正在秦军疯狂地向农民军反扑的关键时刻，起义军内部又接连发生分裂。武臣所率北路军攻至邯郸后，张耳、陈余就鼓动武臣立为赵王，脱离陈胜指挥。武臣竟利欲熏心，在他们的煽动下，真的自立为赵王，以陈余为大将军，张耳为右示相。
在武臣的带动下，另一路被陈胜派往北方的周市军，攻下魏国故地后，也立魏国旧贵族魏咎为魏王。与此同时，齐国的旧宗室田澹则趁机在狄县（今山东高青北）自立为齐王。被武臣派去攻取旧燕故地的韩广也在燕地自立为燕王。
至此，起义军四分五裂，这些自立为王的六国旧宗室贵族完全不顾大局，置吴广、周文军于不顾，在黄河以北地区拼命抢占地盘，全然不听从陈胜的号令，从而使起义军遭到了极大损失。
本来，周文的军队在吴广的策应下，已经横扫淮河、黄河流域，突破函谷关，进至距咸阳城仅百里的戏‘今陕西临撞境）。但由于孤军深人，在秦军的反击下，虽然浴血奋战了二三个月之久，最后，终因寡不敌众，在绳池（今河南混池西）败亡。
吴广军攻至荣阳后，久战不下，听说周文败死，吴广部将田减等以“假王骄，不知兵权”为由，竟诛杀吴广，率军迎击章邯军于敖仓。结果田减兵败战死，使章邯得以一路东下，轻易解除了荣阳之围。
周文、吴广两路义军败亡后，北方诸侯军不仅不能主动出兵策应陈胜，反而拥兵自重，互相残杀，这就为秦军逐一消灭各路义军创造了良好的时机。
秦二世二年（公元前208年）十二月，章邯攻占陈县，陈胜退至下城父（今安徽蒙城西北）时，被御手庄贾所杀，陈胜领导的农民起义军至此失败。
陈胜败死后，奉陈胜之命率兵攻广陵的召平，看到秦军步步逼进，就主动与项梁取得联系，并以陈胜的名义，任命项梁为楚王上柱国，令他立即率兵西进，主动出击秦军，项梁、项羽遂率八千子弟兵渡江西进，从此，这支突起于江东的武装，便成为推翻秦王朝的主力军。
就在项梁率兵渡江西进的途中，由于项氏家族隆兴的名望，使许多义军来投，项梁先是接收合并了陈婴领