公元前208年閏九月，章邯率領秦朝的軍隊渡過黃河北上大破趙軍，趙王趙歇與丞相張耳進入巨鹿城，隨即巨鹿城又被秦將王離、涉間的大軍包圍，趙將陳餘又在北麵收複了數萬人加入軍隊，在巨鹿城的北麵駐紮下來；章邯率領秦軍駐在巨鹿城的南麵駐紮了下來，並開通了甬道，把糧食送往正在巨鹿城下包圍趙軍的王離等人。趙軍形勢危急。
秦將王離仰仗著兵多糧足，攻城凶猛甚急，而巨鹿城中的趙軍“食盡兵少”，危在旦夕。城中的丞相張耳曾多次派使者催促陳餘率軍出擊城下的秦軍，陳餘估計自己兵少，敵不過秦軍，不敢向前出擊。一二個月過後，張耳大怒，派張襳、陳澤前往責問陳餘說：“當初我與你結為生死之交，今日趙王與我早晚將死，而您擁兵數萬，卻不肯相救，哪裏談得上同生共死！如果是言必有信，為什麼不衝向秦軍與我們一道犧牲，也許會有十分之一二的入可以得到保全。”
陳餘回答說：“我估計到出擊最終也不能救趙，白白地全軍覆沒。況且我陳餘所以不想一起同歸於盡，為的是想要為趙王、張君報秦軍之仇。今日一定要同死，猶如把肉投向餓虎，有何益處？”
張襶，陳澤說：“事情緊急，已答應同死，要信守誓言，哪裏管得以後的事！”
陳餘說：“我死不要緊，但考慮到那樣做無有益處，我一定照你們的話辦。”於是陳餘派5000人讓張襶、陳澤率領著先同秦軍試試，結果一出便全軍覆沒了。
最後，章邯大軍包圍巨鹿，趙王危在旦夕，多次派使者向楚求救。楚懷王及其部將深知章邯攻下巨鹿後，必定率大軍南渡圍攻楚軍，到那時孤軍與秦軍作戰，形勢將更為不利，不如與各路諸侯聯合起來在巨鹿同秦軍決一死戰。因此，楚懷王以宋義為上將軍，項羽為魯公，為次將，範增為末將，發大軍救趙。各路將領都隸屬於宋義，號為卿子冠軍。救趙的楚軍大隊人馬，北上行至安陽（今山東曹縣東南），停留46日而不向前行進。
項羽急於與秦軍交戰，為叔父項梁報仇，對秦軍章邯的囂張氣焰極為蔑視。他見宋義在安陽按兵不動，拒不救趙，便對宋義說：“我聽說秦兵圍趙軍於巨鹿，如急速領兵渡過漳河，楚軍從外圍進攻，趙軍從城內響應，必定能擊潰秦軍。”
宋義回答說：“不對。叮咬牛的牛虻不可以用來消滅虱子，今日秦軍攻趙，戰勝也會使秦軍疲憊，我們可以乘秦軍疲憊而消滅他們；如果戰敗，我們可以率軍大張旗鼓地西進，必定能一舉滅亡秦朝。因此不如首先使令秦、趙相互爭奪。身披堅甲手持利兵，我不如您；坐於帷帳之中運籌決策，您不如我。”
與此同時，宋義向全軍下達命令：“猛如虎、狠如羊、貪如狼、倔強而不聽眾命令者，一律斬首。”
宋義還把自己的兒子宋襄派往齊國去輔佐齊王，並親自送至無鹽（今山東省東平縣東南）大擺酒席宴會，而此時天寒大雨，士卒們挨餓受凍。麵對宋義的種種言行，項羽很是氣憤。他說：“現在正是並力攻擊秦軍的時候，卻久留於安陽不向前進發。如今年歲饑荒，百姓貧困，士卒們以芋頭、豆子為食，軍中又無有存糧，還在那裏大擺酒席宴會，不帶兵渡河吃用趙地的糧食，與趙軍合力攻秦，卻說什麼利用他們的疲憊！以秦軍的強大，進攻新建立的趙國，勢必戰勝趙國。趙國被滅而秦軍則會更加強大，哪裏會有什麼疲憊可以利用的！況且楚國軍隊新近被秦軍戰敗，國王坐不安席，把全國軍隊集中起來交給將軍指揮，國家的安危存亡，在此一舉。如今不體恤士兵，而去為兒子謀求私利，並非是國家的棟梁之臣。”
清晨，項羽步入上將軍宋義軍帳，在軍帳中斬下宋義人頭，然後手提宋義頭顱走出軍帳，號令軍中將士說：“宋義與齊王密謀反叛楚國，楚王密令我將他誅殺。”
眾將領見上將軍宋義已被斬首，無不畏懼而服從，無人敢於抵拒，都說：“最早擁立楚王的是將軍一家；現在又是將軍誅殺了亂臣賊子。”於是眾將領擁立項羽為代理上將軍。同時，派人追趕宋義的兒子宋襄，一直追到齊國，將宋襄殺死。派桓楚向楚王彙報此事，楚懷王正式任命項羽為上將軍，並且將當陽君黥布、蒲將軍所統率的軍隊，都歸項羽指揮。
項羽在關鍵時刻殺卿子冠軍宋義，威名震動楚國，名聲傳遍諸侯，在與秦軍交戰前已有先聲奪人之勢，楚軍士氣大為振作。於是，派黥布、蒲將軍首先率兩萬士卒渡過漳河，救援巨鹿趙軍。與秦軍交戰後，戰事稍有勝利，陳餘又向項羽請求援兵。於是，項羽下令楚軍全部渡過漳河。渡河後，項羽又下令沉掉全部船隻，砸毀鍋甑，焚燒營壘，隻攜帶3日的幹糧，以此向士兵們表示同秦軍決一死戰，沒有退還的生路，隻有向前，在同秦軍的殊死戰鬥中求得生路和勝利。楚軍將士人人鬥誌昂揚，到達巨鹿後便把秦將王離的攻城部隊包圍，多次與秦軍激戰，斷絕了秦軍送糧的甬道，大破秦軍，殺秦將蘇角，俘虜秦將王離。秦將涉間拒不降楚，自己投火而死。巨鹿之圍因圍城秦軍的潰敗和楚軍的大獲全勝而宣告解除。