懷王手下的老將們都說：“項羽這個人敏捷勇猛，卻又*猾傷人。項羽曾經攻下襄城，那裏的軍民沒有一個活下來，都被他活埋了。凡是他經過的地方，沒有不被毀滅的。再說，多次進攻，先前陳王、項梁都被打敗了，不如改派忠厚老實的人，實行仁義，率軍西進，向秦地的父老兄弟講明道理。秦地父老兄弟因為他們的君主暴虐而受苦已經很久了，現在如果真的能有位忠厚老實的人前去，不欺壓百姓，才會使秦地降服。項羽隻是敏捷勇猛，不能派他去。現在隻有沛公一向忠厚老實，可以派他去。”懷王最終沒有答應項羽，而派了沛公率領大軍向西去奪取土地，一路收集陳勝、項梁的散兵。沛公取道碭縣到達成陽，與杠裏的秦軍對壘相持，結果擊敗了秦軍的兩支部隊。楚軍又出兵攻擊王離，把王離打得大敗。
徒武蒲的軍隊合力攻打昌邑，沒有攻下。沛公繼續西進，經過高陽。酈食其（ｙìｊī，義基）負責看管城門，他說：“各路經過此地的多了，我看隻有沛公才是個德行高尚忠厚老實的人。”於是前去求見，遊說沛公。沛公當時正*開兩腿坐在床上，讓兩個女子給他洗腳。酈食其見了並叩不拜，隻是略微俯身作了個長揖，說：“如果您一定要誅滅沒有德政的暴秦，就不應該坐著接見長者。”於是沛公站起身來，整理衣服，向他道歉，把他請到上坐。酈食其勸說沛公襲擊陳留，得到了秦軍儲存的糧食。沛公就封酈食其為廣野君，任命他的弟弟酈商為將軍，統率陳留的軍隊，與沛公一起攻打開封，沒有攻下。繼續向西，與秦將楊熊在白馬打了一仗，又在曲遇東麵打了一仗，大破秦軍。楊熊逃到滎陽去了，秦二世派使者將他斬首示眾。沛公又向南攻打穎陽，屠戮了穎陽。通過張良的關係，占領了韓國的轘（ｈｕáｎ，環）轅險道。
這時候，趙國的別將司馬卬正想渡過黃河，進入函穀關。沛公就向北進攻平陰，截斷黃河渡口。又向南進軍，與秦軍在洛陽東麵交戰，戰事不利，退回到陽城，聚集軍中的騎兵，在南陽縣東麵和南陽太守呂齮（ｙǐ，倚）交戰，打敗了秦軍，攻取了南陽郡，南陽郡守呂齮逃跑了，退守宛城。沛公率兵繞過宛城西進，張良進諫說：“您雖然想趕快入關，但目前秦兵數量仍舊很多，又憑借險要地勢進行抵抗。如果現在不攻下宛城，那麼宛城的敵人從背後攻擊，前麵又有強大的秦軍，這是一條危險的道啊。”於是沛公連夜率兵從另一條道返回，更換旗幟，黎明時分，把宛城緊緊圍住，圍了好幾圈。南陽郡守想要自刎。他的門客陳恢說：“現在自刎還太早。”於是越過城牆去見沛公，說：“我聽說您和諸侯約定，先攻入鹹陽的就讓他在那裏做王。現在您停下來攻打宛城。宛城是個大郡的都城，相連的城池有幾十座，人民眾多，積蓄充足，官民都認為投降肯定要被殺死，所以都決心據城堅守。現在您整天停在這裏攻城，士兵傷亡必定很多；如果率軍離去，宛城軍隊一定在後麵追出；這樣，您向西前進就會錯過先進鹹陽在那裏稱王的約定，後麵又有宛城強大軍隊襲擊的後患。替您著想，倒不如約定條件投降，封賞南陽太守，讓他留下來守住南陽，您率領宛城的士兵一起西進。那些還沒有降服的城邑，聽到了這個消息，一定會爭著打開城門等候您。您就可以通行無阻地西進，不必擔心什麼了。”沛公說：“好！”於是封宛城郡守為殷侯，封給陳恢一千戶。於是沛公率兵繼續西進，所經過的城邑沒有不降服的。到了丹水，高武侯戚鰓、襄陽侯王陵也在西陵歸降了。沛公又回轉來攻打胡陽，遇到了鄱（ｐó，婆）君的別將梅鋗（ｘｕāｎ，宣），就跟他一起，降服了析縣和酈縣。沛公派遣魏國人寧昌出使秦地，寧昌還沒有回來。這時，秦將章邯已經在趙地率軍投降項羽了。