《史記·項羽本紀》：“項羽已殺卿子冠軍（楚軍統帥宋義），威震楚國，名聞諸侯。乃遣當陽春、蒲將軍將卒二萬渡河（漳河），救钜鹿。戰少利，陳餘複請兵。項羽乃悉引兵渡河，皆沉船，破釜甑，燒廬舍，持三日糧，以示士卒必死，無一還心。”
就這樣，沒有退路的楚軍戰士以一當十，大破秦軍。這一仗不但解了巨鹿之圍，而且把秦軍打得再也振作不起來。楚軍的驍勇善戰大大提高了項羽的聲威。以至戰勝後，項羽於轅門接見各路諸侯時，各諸侯皆不敢正眼眼看項羽。後來，“皆沉船，破釜甑”演化為成語“破釜沉舟”，以比喻拚死一戰，決心很大。
話說項梁死後，攻秦大軍陷入了尷尬的境地。一沒有強橫的統帥領導，二沒有精銳的兵力，因此受到秦軍的反撲。在這危急時刻，秦將章邯和王離開始攻打趙王的軍隊，於是趙國向盟主楚懷王求援。楚懷王派親信宋義為上將軍馳援趙國，項羽也受到宋義的轄製。
其實，按理說上將軍是項羽的，結果項梁死了，因而項羽受到楚懷王一係的打壓，在沒有辦法的情況下項羽隻能服從。結果宋義是個貪生怕死的小人，在救援的路上磨磨蹭蹭，惹得軍內怨聲載道。再加上項羽也是個暴脾氣，在幾次勸說無果的情況下，項羽一怒之下便殺了宋義掌控了軍隊大權。之後楚懷王也無可奈何，索性讓項羽統帥所有軍隊，至此項羽走出了西楚霸王的第一步。
項羽掌握大權後，迅速援助趙國，為了激發將士悍不畏死的決心，項羽命令士兵隻帶夠三天的口糧，將攜帶的炊具全部砸碎。之後，項羽說：“沒有鍋，可以使我們輕裝前進援助趙國，至於吃飯，就在章邯的軍營中吃飯\\\"。本來將士們士氣還有點低落，結果在項羽的毒雞湯下立即振奮了起來，看樣子不打敗秦軍是不會罷休了。
隨即在項羽的身先士卒之下，楚國將士悍勇無比，殺的秦軍大敗而逃。之後，在楚軍的猛烈攻勢下俘虜了秦將王離，殺的秦將章邯潰逃，一舉打出了西楚霸王的氣勢。在戰爭結束後，前來救援的諸侯國將領都戰戰兢兢，甚至不敢直視項羽。
不過巨鹿之戰並不是項羽一人之功。雖然項羽本紀中記載好像巨鹿之戰是項羽孤軍奮戰，實際上並非如此。擊敗王離的並不是項羽，而是諸侯軍，項羽隻是擊敗了守衛糧道的章邯軍，然後又逃回了漳水南岸，引開了章邯。而且巨鹿之戰最大的意義在於確立了項羽的領導地位。從後來的項羽大封諸侯可以看出來，在巨鹿之戰出了力的、投到項羽陣營的都得到了豐厚的封賞。
這場戰役獲勝後，項羽成為了聯軍的統帥，威望極高。誰說項羽隻是莽夫，人家心裏也有小九九，要不然之後怎麼能當西楚霸王呢？