在全国一片反秦运动中，以前燕、赵、齐、魏等诸侯国的旧势力相继恢复了原来的国家。秦朝已经四分五裂，随时都有可能灭亡。项梁率军打了好几次胜仗，在赢得他人称赞的同时，自己也骄傲起来。
公元前208年，项梁带领大军一鼓作气朝咸陽逼近，秦国将军章邯奋力抵抗，但项梁勇猛善战，加上起义军个个士气高涨，秦军被打得节节败退。东阿（今山东陽谷东北）、濮陽（今河南滑县东北）、定陶（今山东省菏泽市南）相继被起义军占领。而这时刘邦也带着大批人马来投靠楚怀王，驻扎在定陶的项梁立刻派项羽和刘邦前来支援，并让两人继续朝咸陽进攻。项羽和刘邦不负众望，在交战过程中杀死了秦朝将领李由。眼看秦军所剩无几，章邯急忙跑到咸陽重新征集军队，准备趁项梁疏忽大意的时候打他个措手不及。项梁因为过分轻敌的原因，不幸死于战争之中。楚军失去了首领，顿时变得人心惶惶，章邯乘胜追击，把项羽、刘邦等人逼到彭城（今江苏徐州），众人无奈，只好死守彭城。
章邯眼见项梁被杀，楚军变得委靡不振，便以为事情尽在他的掌握之中，于是抽调大批军队来到黄河以北的地方，这儿正是新成立的赵国所处的位置。章邯把新任赵王赵歇打得落花流水，赵歇最后退居到巨鹿（今河北邢台），章邯久攻不下，只能把巨鹿围个水泄不通。随后章邯又把军队一分为二，一部分由自己带领在巨鹿附近囤积粮食，剩下的则由王离领着继续围攻巨鹿。
城里的赵歇急得团团转，而城外闻讯赶来的齐国、燕国军队却因为惧怕秦军的实力而不敢出手相救，赵歇只好派人向楚国求救，楚怀王得到消息后立刻委派宋义和项羽、谋士范增一起带军北上。
公元前207年，宋义带领楚军赶去增援赵国，虽然他是大将军，却是贪生怕死的人，全凭自己能说会道才博取了楚怀王的认可。宋义从没想过要和秦军打仗，因此在军队到达安陽（今山东曹县东）的时候，他便下令不走了，而且一停就是四十几天，不管将士们怎么提议，他都按兵不动，每天只在军营里喝酒消遣。
最后，项羽怒气冲冲地跑来找宋义，非要他出兵。宋义勃然大怒，骂项羽以下犯上，并声称一切军中事务必须听从自己的安排，要是有谁胆敢违抗的话，一律按杀头罪论处。项羽不服，直说宋义不配做将领统帅，宋义冷冷地指责项羽只是一介莽夫，不懂得行军打仗的策略，项羽憋着一肚子怒气，只好无奈地走出营帐。
没想到第二天一早，项羽就穿着全套盔甲出现在宋义面前，他最后一次问宋义出不出兵，宋义仍然不同意，于是项羽拔剑一挥，宋义的人头应声落地。接着项羽便向全军宣布由他顶替大将军的位子，并吩咐将士们做好出战准备。
项羽首先派英布和蒲将军带领一部分军队先抵达巨鹿，自己则留在河边观看局势。王离想着章邯就在不远处驻守，周围诸侯国的援兵也不敢轻易朝自己发动进攻，楚国的军队虽然过了河，想必他们也和别国一样，只能干着急，不敢轻举妄动。城里的赵王歇更是着急，粮食越来越少，如果再得不到援助，恐怕就要饿死在城里了。
可是英布和蒲将军一渡过河就朝王离的军队扑来，秦军还愣在那里不知所措，楚军早就杀红了眼。王离万万没想到楚军竟敢如此大胆，他过于轻敌了。秦军没抵抗多久就败下阵来，英布便马上下令停止战斗，把军队全部带到河边。他这么做，一来可以引诱王离和章邯的部队，二来也能帮助项羽顺利渡河。项羽闻听英布和蒲将军打了一场胜仗后，喜不自禁，他决定再次出其不意发动进攻，不给秦军思考和休整的机会。项羽率军渡河，然后命令全军士兵随身只携带三天的干粮，把所有船只和煮饭的铁锅都打破沉到河底。士兵们一看，知道这场仗一定要赢，个个都精神抖擞，士气高涨，定要与秦军拼个你死我活。
项羽首先和范增商量先去攻打王离，把运输粮草的通道堵住，赵国也随即解放出来，范增则带着一部分军队去围攻章邯，但不要正面冲突，等王离的军队被消灭后，再率领全军一举拿下章邯。于是英布和蒲将军带着人马把运输粮草的秦军控制住了，项羽带兵去攻打王离，范增在章邯的驻守地替楚军主力打掩护。
项羽和王离的军队交战了好几回，终于项羽大获全胜，俘虏了王离，然后项羽和英布等人跑去增援范增。隔着很远的距离就听到士兵喊声震天，项羽走近一看，才发现楚军士兵都在擂鼓呐喊，一旦秦军出动，就停止击鼓。三番五次之后，章邯顿觉楚军有诈，正好此时一个探子来报，说围困赵国的军队全军覆没，将领被擒。章邯急得率军朝巨鹿赶去，没想到项羽早已守候在军营不远处。项羽一见章邯，就想到叔父项梁的死，两个人很快就厮杀起来。章邯毕竟不是项羽的对手，几个回合之后，秦军便落了下风。项羽是越战越猛，楚军士兵也不堪示弱，秦军被打得抱头鼠窜，章邯也落荒而逃。
项羽兵胜之后并没有接受赵国的邀请，而是坐在军营里接待各国诸侯将领和士兵。诸侯国的军队本来战战兢兢不敢上前帮助被困的赵国，后来看到楚军奋勇杀敌的场面，尤其是看到项羽勇猛的气势，每个人都被震得说不出话来，从此之后，各国将领不约而同地对项羽心生敬畏。