義軍決定以“大楚”為號，推舉陳勝為將軍，吳廣為都尉。義軍的紅旗在風中飄展著，中國曆史上第一次大規模的農民起義的烈火，就在大澤鄉燃燒起來。
陳勝、吳廣起義爆發後，很快攻占了大澤鄉和蘄縣，並繼續挺進，連攻數城。許多窮苦的老百姓紛紛加入進來，起義軍發展迅猛，很快成為一支兵車六七百乘，人數萬餘的強大隊伍。占領了陳縣以後，陳勝召集三老豪傑會議。陳勝自立為王，國號“張楚”，就是要張大楚國的意思。從此陳縣便成為起義軍的根據地。
陳勝起義軍的勝利，巨大地鼓舞了那些想革命的人們。分散於各地的起義軍與陳勝、吳廣遙相呼應，革命的烽火迅速蔓延到全中國大部分地區，類似數千人的聚眾起義在各地不可計數。以往分散的革命力量，以陳勝、吳廣起義為中心，形成了一個巨大的反秦的洪流。各地的起義軍對鹹陽形成包圍之勢。
這時候有一些在秦朝暴政下不得誌的地主分子和六國的舊貴族也參加了農民起義軍。他們的加入一度對起義軍擴大聲勢、加強攻打秦朝的力量起了積極的作用，但同時也使戰爭的形勢越來越複雜。
陳勝起義軍在陳縣設立政權後，兵分三路向秦都鹹陽進攻。一路攻打滎陽，由吳廣率領；一路正麵攻打鹹陽，由周文統率，是起義軍的主力部分；一路攻打南陽，準備從側翼進軍鹹陽。各路人馬一開始勝利前進，其中周文所率起義軍勢如破竹，一度攻到了距鹹陽隻有百裏的地方。
然而，起義軍卻在這種形勢下，從勝利走向了失敗。先是周文的部隊遭到了秦軍幾十萬武裝的反撲。周文是楚國項燕的舊將，雖然勇敢，但他的隊伍都是臨時組織起來的，畢竟沒有打硬仗的經驗，他們深入秦朝統治中心地區而無後援，陷入極大的被動。再加上其中的六國舊宗室貴族各有異心，從中搗亂，牽製了起義軍的力量。最後，周文的部隊被秦將章邯打敗，周文自殺。
吳廣一路一時間攻不下滎陽，內部發生分裂。吳廣被部下田所殺。接著田與章邯交戰，兵敗身死。
陳勝隻有很少的兵力據守陳縣。陳勝自稱王後，驕奢之氣日重，許多與他共患難的朋友都離開了他，這為他日後的失敗埋下了重重的伏筆。當章邯的部隊大舉進攻陳縣時，陳勝還是帶領人數不多的兵馬進行了頑強的抵抗，終因寡不敵眾，又無外援而步步後退。當退到下城父（今安徽渦陽縣附近）時，陳勝竟被他的車夫叛徒莊賈給暗殺了。
隨著農民主力軍的失敗和農民領袖的犧牲，農民起義轉入了低潮。雖然陳勝死後還有一些舊將如呂臣組織“蒼頭軍”繼續堅持戰鬥，但終究沒有成大氣候。
陳勝、吳廣起義失敗的原因是多方麵的，它既有領袖人物自身的原因，也有農民起義缺乏經驗的弱點，更有六國貴族從內部對起義軍力量的耗損和分裂等多方麵因素。但陳勝、吳廣起義畢竟是中國封建社會曆史上第一次全國性的農民戰爭，它充分反映了人民反抗殘暴的勇氣和能力，使統治階級不得不對民眾有所顧忌，采取一些相對緩和的政治措施。