秦二世三年（前207）十二月，陳餘在張耳的再三催促下，派了五千士兵去解圍，結果全軍覆滅。
前來增援趙國的燕國臧荼、齊將田都也都不敢出戰，都駐守在陳餘大營的周圍觀望。
田都，田都原為齊將，曾從楚救趙，並隨項羽入關。項羽封田都為齊王，都臨淄（今山東淄博）。後領地被吞並。
力挽狂瀾反秦業定項羽取得正式指揮權之後，立即發動了巨鹿之戰。
當時，王離、蘇角、涉間率領的長城軍負責攻城，章邯率領的秦軍負責守衛甬道。
破釜沉舟項羽首先是派勇將黥布率兩萬軍隊渡黃河，取得小勝；然後，沉了船，砸了釜甑，燒了廬舍，每人隻帶三天的糧食，以表示此次出戰必死的決心（項羽乃悉引兵渡河，皆沈船，破釡甑，燒廬舍，持三日糧，以示士卒必死，無一還心）。這就是鼎鼎大名的“破釜沉舟”（釜，就是鍋；甑，是蒸米用具）。
項羽過河之後，立即攻擊守衛甬道的章邯，經過殊死大戰，首先擊敗章邯。
當時在巨鹿周圍的齊將田都、趙將張耳、燕將臧荼等一直等到項羽擊敗章邯兵團，才紛紛參戰，與項羽軍聯手大敗秦朝長城軍，殺死蘇角，俘虜王離，迫使涉間自殺。
臧荼，燕將，後臧荼從楚救趙，因從項羽入關，立為燕王，都薊。由楚降漢，登基兩年，謀反被誅。
公元前162年，臧荼曾外孫女被漢高祖之孫立為，王娡是生母。巨鹿之戰打得極為艱苦。當時前來救趙的諸侯軍，竟然無人敢於參戰，隻敢在自己的軍營中觀戰，而且留下了一個非常有名的熟語“壁上觀”（諸侯軍救巨鹿下者十餘壁，莫敢縱兵。及楚擊秦，諸將皆從壁上觀）。
司馬遷的《史記》一連用了兩個“無不”描寫這場戰鬥的慘烈：楚戰士無不一以當十，楚兵呼聲動天，諸侯軍無不人人惴恐。
明人茅坤評價巨鹿之戰是“項羽最得意之戰，太史公最得意之文。”
統帥諸侯這一仗打贏之後，項羽召見諸侯將。諸侯將進入項羽的軍營，“無不膝行而前，莫敢仰視”。項羽終於靠自己的實力與戰績獲得了天下反秦聯軍的承認，正式成為諸侯聯軍的統帥（項羽由是始為諸侯上將軍，諸侯皆屬焉）。
巨鹿之戰的第一階段勝利結束。
巨鹿之戰最終的勝利是多種因素促成的。
首先是項羽給予的巨大的軍事壓力。
解除了巨鹿之圍後，項羽率部駐守在漳水南岸，諸侯軍駐守在巨鹿城外，對章邯軍形成南北夾擊之態，給章邯以巨大的軍事壓力。雙方對峙相持約半年。
秦二世三年（前207）六月，經過半年修整的項羽派蒲將軍率領部分楚軍渡過漳水，日夜兼行，截斷秦軍的歸路。自己親率大軍北渡漳水，再次大敗秦軍。
其次是章邯的備受猜忌。
秦二世三年（前207）夏，因為章邯兵團屢屢戰敗，秦二世頻頻派人斥責章邯。章邯害怕，就派手下的長史司馬欣回京城彙報軍情。當時，秦朝宮廷是宦官趙高專權，趙高大玩“指鹿為馬”的遊戲，鎮服大臣，猜忌領兵的將帥。司馬欣到了鹹陽，“留司馬門三日，趙高不見，有不信之心”。司馬欣見勢不妙，趕快逃走，還不敢走原路，趙高果然派人追殺司馬欣（長史欣恐，還走其軍，不敢出故道，趙高果使人追之，不及）。司馬欣不但未見到秦二世，還差一點被趙高所殺，於是趕快逃回來，勸章邯早作安排。
再次是勸降信的巨大威力。
當章邯處於兩難的困境之時，陳餘給他寫了一封勸降信，以秦將白起、王翦立有大功最終被殺之事勸章邯投降（白起為秦將……攻城略地，不可勝計，而竟賜死；蒙恬為秦將，北逐戎人，開榆中地數千裏，竟斬陽周），告誡章邯現在的處境是“內不能直諫，外為亡國將”，為什麼不能和反秦大軍聯手“共攻秦，分王其地”？這封信起極大地動搖了章邯為秦而戰的信念，摧毀了章邯的心理防線，迫使秦王朝最後一位大將臨陣倒戈。
最後，項羽軍團糧草緊張。
項羽軍團雖然在軍事上節節勝利，但是，項羽軍團也麵臨一個重大難題：“糧少”。所以，項羽權衡利害，接受章邯投降。
秦二世三年（前207）七月，項羽在殷墟（今河南安陽）接受了章邯軍團的投降。
項羽在巨鹿之戰中表現出了非凡的勇氣、決戰決勝的精神。項羽舉重若輕，以少勝多，表現出了卓越的軍事才能。
巨鹿之戰雖然是天下反秦武裝和秦軍主力的決戰，而且是項羽登上曆史舞台的關鍵一步，但是，巨鹿之戰對項羽的要求卻很單純，就是全力作戰。這場決定秦王朝生死的著名戰爭說到底隻是一場局部戰爭，不需要項羽在戰略上作任何周密的安排。因此，項羽把他自己作戰勇猛這一強項最大限度地發揮了出來，取得了輝煌的戰果。
從巨鹿之戰看，項羽是這個時期的一位卓越的軍事天才，他的“破釜沉舟”化指揮員的意誌為全體戰鬥員的決心，極富創造性。但是，這樣一位軍事天才為什麼會被劉邦戰敗呢？
為了解開這一謎題，我們來看項羽另一場出色而又留有遺憾的戰爭：彭城之戰。彭城，就是今天江蘇省的徐州市。彭城之戰是劉邦、項羽之間的第一場正麵戰爭。
19.彭城大捷戰略轉折出奇兵以少勝多漢二年（前205）四月，劉邦利用項羽平定齊地叛亂陷入山東戰場的機會，率領五十六萬大軍打到西楚都城彭城。
劉邦此行，主要是為了消滅項羽集團，順便接走家人。劉邦起兵反秦時並沒有攜帶家屬，彭城離他的老家沛縣隻有二百裏地，所以，他想這次接走他的父親、妻子、兒子、女兒。
項羽得知劉邦攻占彭城的消息之後，帶了三萬精銳騎兵，繞過劉邦重點設防的彭城東麵和北麵，插到彭城之西的蕭縣，也就是今天安徽省的蕭縣。蕭縣距彭城隻有六十裏地。項羽到達蕭縣之後，對彭城的劉邦軍團發動突然襲擊。
劉邦進入彭城之後，忙於搜刮項羽的財寶、美女，每天飲酒宴會，根本顧不上接他的家人（收其貨寶美人，日置酒高會）。項羽從彭城之西，突然襲擊彭城的漢軍。戰鬥在早晨打響，到中午，楚軍已經打敗了漢軍（晨擊漢軍而東至彭城，日中，大破漢軍）。
這一仗，劉邦敗得極慘。項羽軍團“殺漢卒十餘萬人”，還有“漢卒十餘萬人皆入睢水，睢水為之不流”。兩個“十餘萬”可以說讓劉邦軍團受到重創，而且，第二個“十餘萬”還是被迫跳水逃命，淹死在睢水中。
劉邦本人也被楚軍所圍，幸虧一場沙塵暴，直衝楚軍而來，僥幸逃出重圍，隻帶了幾十名隨從逃難（大風從西北而起，折木發屋，揚沙石，窈冥晝晦。逢迎楚軍，楚軍大亂壞散，而漢王乃得與數十騎遁去）。《史記》有不少此類富有傳奇色彩的文字，這是當時美化劉邦的結果，我們不可輕信。但不管怎樣，事實是，劉邦僥幸逃出來了。
劉邦在前麵逃，楚軍在後麵緊追不舍。劉邦在逃命中意外地遇見他的兒子、女兒，他的兒子是後來的漢惠帝，他的女兒是魯元公主。為劉邦趕車的滕公（夏侯嬰）匆忙中將劉邦的兒子、女兒抱上了車，但是，楚兵追得急，劉邦擔心因為車上多了兒子、女兒跑得慢，便一腳把兒子、女兒踹下車來。夏侯嬰一見，趕快停車抱孩子，劉邦還很不願意。跑了不遠，劉邦又一腳把兒子、女兒踹下車來，夏侯嬰又忙著停車抱孩子。一連幾次這樣，劉邦急得要拔劍殺夏侯嬰（推墮孝惠魯元車下，滕公常下收載之，如是者三）。夏侯嬰說：情況再緊急也不能不顧孩子。劉邦這才同意讓兒子、女兒跟他一塊兒逃，最終擺脫了危險。
劉邦盡管想當皇帝，但是，他也是父親，他也應有疼愛兒女之心，如此對待自己的兒女，隻能說明劉邦是窮途末路，狗急跳牆，實在無奈。
劉邦是誰？是司令啊！總司令坐著自己的專車隻顧逃命，根本談不上組織有效反擊。這樣，劉邦軍隊的建製全被打亂了，可以說，團長找不到師長，師長找不到軍長，軍長找不到司令。軍隊的戰鬥力在於建製，軍隊的建製一被打亂，整個軍隊就成了一盤散沙，毫無戰鬥力可言。這就是項羽奇兵突襲的結果。