這時，劉邦聞東陽寧君與秦嘉立景駒為楚假王，在留（今沛縣東南），於是投奔景駒，欲借軍攻豐。
在去投奔景駒的路上，遇見了也要投奔景駒的張良。
兩人於是兵合一處。張良與劉邦二人見麵後，一交談，兩人大有相見恨晚之意。
於是張良放棄投奔景名駒的念頭，直接投奔到劉邦這邊。劉邦以張良為廄將。
這時秦將章邯派別將司馬尼攻略楚地，屠相（今安徽淮北市），至碭（今河南永城芒山鎮。
於是沛公與東陽寧率軍向西，迎擊司馬尼，在蕭縣西與秦軍展開戰鬥，結果不利，劉邦與東陽寧君退至留。
補充軍隊和糧草後，再次進攻秦軍，三日取碭，得到軍卒五六千人。接著乘勝攻取了下邑。
這次，劉邦認為自己軍隊差不多，從下邑出發，再次攻豐，結果仍然沒攻下。
這時聽說項梁在薛，於是留下軍隊圍豐，自己率領百餘騎至薛見項梁。
項梁益沛公軍五千、五大夫將十人，三攻豐邑。雍齒不敵，逃奔魏國。
立楚懷王後，項梁率軍北上救齊趙，在亢父、東阿大破秦軍。
這時齊軍因田間、田都、田角之故，引兵還齊。隻有楚軍追擊秦軍。
於是項梁下令楚軍分軍，以劉邦、項羽為帥，率楚軍一部攻城陽。劉項二人率軍攻下城陽，屠之。
然後追擊秦軍至濮陽東，再次大破秦軍。秦軍這時得到補充，軍勢複振，守濮陽、環水。
劉項二人不與之戰，繞過進攻定陶。定陶未下，放棄，西攻雍丘（今河南杞縣）。沛公將曹參大破秦兵，斬殺三川守李由，並俘虜秦侯一人。
項梁之死，使諸侯震怖。而秦軍更是挾戰勝餘威常追亡逐北。
章邯經過一連番勝利，認為楚國已不足慮，於是北上進攻趙國。攻下邯鄲後遷其民於河內。而趙軍退守距鹿，章邯率軍進圍趙王歇與趙相張耳於巨鹿。
這時楚懷王把都城由盱眙遷至彭城，並項羽軍與呂臣軍自將。
封項羽為長安侯，任魯公；封沛公劉邦為武安侯，任碭郡長，將本部兵駐碭。以呂臣為司徒，其父呂青為令尹。經過一番調整之後，楚國局勢穩定下來。
趙王與張耳困於巨鹿，遣使至楚向楚國求救。楚懷王經過商議後答應救趙。
但為了分散秦軍力量，決定派一支部隊西向直接攻秦。北路楚軍以宋義為主將，西路軍以劉邦為主將。
約定誰先入關中，誰就是關中王。當時由於秦軍軍勢正壯，楚國上下皆不看好西征，都不願意領軍西征。
於是他們以沛公為西征軍統帥西征，借口是劉邦為人寬厚，可以減少西進阻力。而項羽則因為叔父之死，積極要求隨沛公西征。