韓信的首演是治軍六親不認。為了有效提高漢軍的戰鬥力，韓信帶領士卒苦練基本功；頒布軍中禁令十七條，三軍為之震動；駁回漢王的麵子，立殺違抗軍令的殷蓋，上下為之肅然。
劉邦初步看到了這個人身上整軍帶兵的能力，開始關注韓信，並約來與之交談。韓信給劉邦分析了當前的局勢，大膽提出了舉兵東向、還定三秦進而奪取天下的戰略構想。“漢王大喜，自以為得信晚。”劉邦大有相見恨晚的感覺，當即全權交由韓信去製定還定三秦的作戰方案。
漢王元年（公元前206）八月，一切準備工作就緒，劉邦與韓信率漢軍北上，明修棧道暗渡陳倉，占廢丘（今陝西興平）、平定槐裏（今興平東南）、鹹陽，僅用了二十多天時間，三秦之地，盡歸漢王。
韓信幫助劉邦取得了戰略反攻的第一場勝利，實現了漢王與項羽爭奪天下的首要目標，為西漢王朝的建立奠定了堅實的基礎。
第二年，漢軍東出函穀關，很快收複了魏國與河南國，韓王鄭昌、殷王司馬卬先後投降，劉邦隨後聯絡齊、趙等五路諸侯共計六十萬大軍攻入項羽的老巢彭城。劉邦在彭城盡情尋歡作樂，項羽乘其不備突襲得手，漢軍幾乎全軍覆沒，劉邦隻帶著身邊數人狼狽逃到滎陽。韓信收集失散士卒領兵趕到滎陽與漢王重新彙合，共同阻擊楚軍。
劉邦任命韓信為左丞相，令其率兵去攻打出爾反爾的魏王豹。韓信巧設疑兵，偷渡黃河，一舉俘虜了魏王豹，平定了魏國。這時韓信向劉邦提出，希望增撥三萬人馬，“臣請以北舉燕、趙，東擊齊，南絕楚之糧道，西與大王會於滎陽。”韓信提出我給咱從背麵去攻取燕、趙，向東占領齊地，然後掉頭與西邊的您彙合，從而對楚軍形成包圍圈。劉邦認可，命張耳與韓信一起引兵東北去攻擊趙、代。韓信迅速拿下代國，活捉代丞相，接著揮師東向由井陘口向趙發起進攻，在泜水（今河北魏河）生擒趙王歇，斬殺成安君陳餘。
在兩軍交兵的戰場上，韓信似乎完全換了一個人，頭腦靈活，手段多樣，所向披靡。占領了趙國，趙王的謀士廣武君李左車同時被俘，韓信下令不許殺李左車。韓信早已弄清楚，正是這個人在他大軍逼近趙國時，曾給趙王提出了一個很好的建議，趙王沒有聽，假如趙王采納了李左車的意見，結果或許就不是目前這樣，韓信也就不會如此順利。仗雖然是僥幸打贏了，但韓信從心底佩服這位李左車。他親自走上前為李左車解開捆綁，“東向坐，西向對，師事之。”請李坐在上位，韓信自己坐在陪坐，像對待老師那樣以禮相待。
韓信打算順勢拿下燕、齊，帶著這個想法，他去請教李左車。李勸他“按甲休兵”，“鎮趙撫其孤”，暫時收兵休養，安撫趙國百姓，贏得人心；然後擺出要大舉進攻燕國的架勢，“奉咫尺之書以使燕”，再派個說客拿著您的書信去勸降燕國，燕國不敢不降；燕一降，再派一個人去警告齊國，齊國也就跟著歸順了。
韓信按照李左車的這套辦法順利得到燕國，燕國投降後，韓信向劉邦報告了這一勝利的喜訊。
這時候出現了一個小插曲，足見劉邦的小人之心。——對於韓信這樣的耿介之士，能讓其甘心俯首聽命的，隻有蕭何那種具備寬厚長者風範的人，以劉邦對韓信所采取的卑劣手段，韓信日後的心生異端，似乎也在情理之中。在滎陽，劉邦被項羽圍困得夠嗆，無奈突圍到了宛城（屬今河南南陽）、葉縣（屬今平頂山市），爾後又進入成皋（今屬滎陽）。這一年六月，劉邦從成皋逃出來，渡過黃河，帶著夏侯嬰一起來到韓信、張耳駐軍的修武縣，倆人化裝成使者住在旅館裏，天不亮悄悄摸進韓信、張耳的大營，進了韓、張的臥室，“奪其印符”，收繳了他們的將印兵符，然後召集眾將，突然宣布隊伍調整事項。韓信、張耳起床後才知道漢王到了，大吃一驚。劉邦奪了他們的兵權，命令張耳駐守趙地，給韓信了一個相國的虛銜，讓他重新組織人馬去攻打齊國。——從這裏就能看出來，江山是怎麼弄到手的，絕不隻是陽光下的光明正大，暗箱裏的小動作才是真功夫。