秦二年，廣陵人召平為陳勝徇廣陵，未下。聞陳勝敗走，秦將章邯且至，乃渡江矯陳王令，拜梁為楚上柱國，曰：「江東已定，急引兵西擊秦。」梁乃以八千人渡江而西。聞陳嬰已下東陽，使使欲與連和俱西。陳嬰者，故東陽令史，居縣，素信，為長者。東陽少年殺其令，相聚數千人，欲立長，無適用，乃請陳嬰。嬰謝不能，遂強立之，縣中從之者得二萬人。欲立嬰為王，異軍蒼頭特起。嬰母謂嬰曰：「自吾為乃家婦，聞先故未曾貴。今暴得大名不祥，不如有所屬，事成猶得封侯，事敗易以亡，非世所指名也。」嬰乃不敢為王，謂其軍吏曰：「項氏世世將家，有功于楚，今欲舉大事，非將其人，不可。我倚名族，亡秦必矣。」其眾從之，乃以其兵屬梁。梁渡淮，英布、蒲將軍亦以其兵屬焉。凡六七萬人，軍下邳。
是時，秦嘉已立景駒為楚王，軍彭城東，欲以距梁。梁謂軍吏曰：「陳王首事，戰不利，未聞所在。今秦嘉背陳王立景駒，大逆亡道。」乃引兵擊秦嘉。嘉軍敗走，追至胡陵。嘉還戰一日，嘉死，軍降。景駒走死梁地。梁已並秦嘉軍，軍胡陵，將引而西。章邯至栗，梁使別將硃雞石、餘樊君與戰。餘樊君死。硃雞石敗，亡走胡陵。梁乃引兵入薛，誅硃雞石。梁前使羽別攻襄城，襄城堅守不下。已拔，皆坑之，還報梁，聞陳王定死，召諸別將會薛計事。時沛公亦從沛往。
居□人範增年七十，素好奇計，往說梁曰：「陳勝敗固當。夫秦滅六國，楚最亡罪，自懷王入秦不反，楚人憐之至今，故南以稱曰『楚雖三戶，亡秦必楚』。今陳勝首事，不立楚後，其勢不長。今君起江東，楚蜂起之將皆爭附君者，以君世世楚將，為能複立楚之後也。」於是梁乃求楚懷王孫心，在民間為人牧羊，立以為楚懷王，從民望也。陳嬰為上柱國，封五縣，與懷王都盱台。梁自號武信君，引兵攻亢父。
初，章邯既殺齊王田儋於臨菑，田假複自立為齊王。儋弟榮走保東阿，章邯追圍之。梁引兵救東阿，大破秦軍東阿。田榮即引兵歸，逐王假，假亡走楚，相田角亡走趙。角弟駹，故將，居趙不敢歸。田榮立儋子市為齊王。梁己破東阿下軍，遂追秦軍。數使使趣齊兵俱西。榮曰：「楚殺田假，趙殺田角、田駹，乃發兵。」梁曰：「田假與國之王，窮來歸我，不忍殺。」趙亦不殺角、駹以市于齊。齊遂不肯發兵助楚。染使羽與沛公別攻城陽，屠之。西破秦軍濮陽東，秦兵收入濮陽。沛公、羽攻定陶，定陶未下，去，西略地至雍丘，大破秦軍，斬李由。還攻外黃，外黃未下。
梁起東阿，比至定陶，再破秦軍，羽等又斬李由，益輕秦，有驕色。宋義諫曰：「戰勝而將驕卒惰者敗。今少惰矣，秦兵日益，臣為君畏之。」梁不聽。乃使宋義于齊。道遇齊使者高陵君顯，曰：「公將見武信君乎？」曰：「然。」義曰：「臣論武信君軍必敗。公徐行則免，疾行則及禍。」秦果悉起兵益章邯，夜銜枚擊楚，大破之定陶，梁死。沛公與羽去外黃，攻陳留，陳留堅守不下。沛公、羽相與謀曰：「今梁軍敗，士卒恐。」乃與呂臣俱引兵而東。呂臣軍彭城東，羽軍彭城西，沛公軍碭。
章邯已破梁軍，則以為楚地兵不足憂，乃渡河北擊趙，大破之。當此之時，趙歇為王，陳餘為將，張耳為相，走入巨鹿城。秦將王離、涉閑圍巨鹿，章邯軍其南，築甬道而輸之粟。陳餘將卒數萬人軍巨鹿北，所謂河北軍也。
宋義所遇齊使者高陵君顯見楚懷王曰：「宋義論武信君必敗，數日果敗。軍未戰先見敗征，可謂知兵矣。」王召宋義與計事而說之，因以為上將軍；羽為魯公，為次將，範增為末將。諸別將皆屬，號卿子冠軍。北救趙，至安陽，留不進。秦三年，羽謂宋義曰：「今秦軍圍巨鹿，疾引兵渡河，楚擊其外，趙應其內，破秦國必矣。」宋義曰：「不然。夫搏牛之虻不可以破虱。今秦攻趙，戰勝則兵罷，我承其敝；不勝，則我引兵鼓行而西，必舉秦矣。故不如先鬥秦、趙。夫擊輕銳，我不如公；坐運籌策，公不如我。」因下令軍中曰：「猛如虎，□如羊，貪如狼，強不可令者，皆斬。」遣其子襄相齊，身送之無鹽，飲酒高會。天寒大雨，士卒凍饑。羽曰：「將戮力而攻秦，久留不行。今歲饑民貧，卒食半菽，軍無見糧，乃飲酒高會，不引兵渡河因趙食，與並力擊秦，乃曰『承其敝』。夫以秦之強，攻新造之趙，其勢必舉趙。趙舉秦強，何敝之承！且國兵新破，王坐不安席，掃境內而屬將軍，國家安危，在此一舉。今不恤士卒而徇私，非社稷之臣也。」羽晨朝上將軍宋義，即其帳中斬義頭，出令軍中曰：「宋義與齊謀反楚，楚王陰令籍誅之。」諸將讋服，莫敢枝梧。皆曰：「首立楚者，將軍家也。今將軍誅亂。」乃相與共立羽為假上將軍。使人追宋義子，及之齊，殺之。使桓楚報命于王。王因使使立羽為上將軍。
羽已殺卿子冠軍，威震楚國，名聞諸侯。乃遣當陽君、蒲將軍將卒二萬人渡河救巨鹿。戰少利，陳餘複請兵。羽乃悉引兵渡河。已渡，皆湛船，破釜甑，燒廬舍，持三日糧，視士必死，無還心。於是至則圍王離，與秦軍遇，九戰，絕甬道，大破之，殺蘇角，虜王離。涉閑不降，自燒殺。當是時，楚兵冠諸侯。諸侯軍救巨鹿者十余壁，莫敢縱兵。及楚擊秦，諸侯皆從壁上觀。楚戰士無不一當十，呼聲動天地。諸侯軍人人惴恐。於是楚已破秦軍，羽見諸侯將，入轅門，膝行而前，莫敢仰視。羽由是始為諸侯上將軍。兵皆屬焉。
章邯軍棘原，羽軍漳南，相持未戰。秦軍數卻，二世使人讓章邯。章邯恐，使長史欣請事。至咸陽，留司馬門三日，趙高不見，有不信之心。長史欣恐，還走，不敢出故道。趙高果使人追之，不及。欣至軍，報曰：「事亡可為者。相國趙高顓國主斷。今戰而勝，高嫉吾功；不勝，不免於死。願將軍熟計之。」陳餘亦遺章邯書曰：「白起為秦將，南並鄢、郢，北坑馬服，攻城掠地，不可勝計，而卒賜死。蒙恬為秦將，北逐戎人，開榆中地數千里，竟斬陽周。何者？功多，秦不能封，因以法誅之。今將軍為秦將三歲矣，所亡失已十萬數，而諸侯並起茲益多。彼趙高素諛日久，今事急，亦恐二世誅之，故欲以法誅將軍以塞責，使人更代以脫其禍。將軍居外久，多內隙，有功亦誅，亡功亦誅，且天之亡秦，無愚智皆知之。今將軍內不能直諫。外為亡國將，孤立而欲長存，豈不哀哉！將軍何不還兵與諸侯為從，南面稱孤，熟與身伏斧質，妻子為戮乎？」章邯狐疑，陰使候始成使羽，欲約。約未成，羽使蒲將軍引兵渡三戶，軍漳南，與秦戰，再破之。羽悉引兵擊秦軍□水上，大破之。邯使使見羽，欲約。羽召軍吏謀曰：「糧少，欲聽其約。」軍吏皆曰：「善。」羽乃與盟洹水南殷虛上。已盟，章邯見羽流涕，為言趙高。羽乃立章邯為雍王，置軍中。使長史欣為上將，將秦軍行前。
漢元年，羽將諸侯兵三十余萬，行略地至河南，遂西到新安。異時諸侯吏卒徭役屯戍過秦中，秦中遇之多亡狀，及秦軍降諸侯，諸侯吏卒乘勝奴虜使之，輕折辱秦吏卒。吏卒多竊言曰：「章將軍等詐吾屬降諸侯，今能入關破秦，大善：「即不能，諸侯虜吾屬而東，秦又盡誅吾父母妻子。」諸將微聞其計，以告羽。羽乃召英布、蒲將軍計曰：「秦吏卒尚眾，其心不服，至關不聽，事必危。不如擊之，獨與章邯、長史欣、都尉翳入秦。」於是夜擊坑秦軍二十余萬人。
至函谷關，有兵守，不得入。聞沛公已屠咸陽，羽大怒，使當陽君擊關。羽遂入，至戲西鴻門，聞沛公欲王關中，獨有秦府庫珍寶。亞父范增亦大怒，勸羽擊沛公。饗士，旦日合戰，羽季父項伯素善張良。良時從沛公。項伯夜以語良。良與俱見沛公，因伯自解于羽。明日，沛公從百餘騎至鴻門謝羽，自陳「封秦府庫，還軍霸上以待大王，閉關以備他盜，不敢背德。」羽意既解，範增欲害沛公，賴張良、樊噲得免。語在《高紀》。
後數日，羽乃屠咸陽，殺秦降王子嬰，燒其宮室，火三月不滅；收其寶貨，略婦女而東。秦民失望。於是韓生說羽曰：「關中阻山帶河，四塞之地，肥饒，可都以伯。」羽見秦宮室皆已燒殘，又懷思東歸，曰：「富貴不歸故鄉，如衣錦夜行。」韓生曰：「人謂楚人沐猴而冠，果然。」羽聞之。斬韓生。
初，懷王與諸將約，先入關者王其地。羽既背約，使人致命于懷王。懷王曰：「如約。」羽乃曰：「懷王者，吾家武信君所立耳，非有功伐，何以得顓主約？天下初發難，假立諸侯後以伐秦。然身披堅執銳首事，暴露於野三年，滅秦定天下者，皆將相諸君與籍力也。懷王亡功，固當分其地王之。」諸將皆曰：「善。」羽乃陽尊懷王為義帝，曰：「古之王者，地方千里，必居上游。」徙之長沙，都郴。乃分天下以王諸侯。
羽與範增疑沛公，業已講解，又惡背約，恐諸侯叛之，陰謀曰：「巴、蜀道險，秦之遷民皆居之。」乃曰：「巴、蜀亦關中地。」故立沛公為漢王，王巴、蜀、漢中。而參分關中，王秦降將以距塞漢道。乃立章邯為雍王，王咸陽以西。長史司馬欣，故櫟陽獄吏，嘗有德于梁；都尉董翳，本勸章邯降。故立欣為塞王，王咸陽以東至河；立翳為翟王，王上郡。徙魏王豹為西魏王，王河東。瑕丘公申陽者，張耳嬖臣也，先下河南，迎楚可上。立陽為河南王。趙將司馬卬定河內，數有功。立卬為殷王，王河內。徙趙王歇王代。趙相張耳素賢，又從入關，立為常山王，王趙地。當陽君英布為楚將，常冠軍。立布為九江王。番君吳芮帥百粵佐諸侯，從入關，立芮為衡山王。義帝柱國共敖將兵擊南郡，功多，因立為臨江王。徙燕王韓廣為遼東王。燕將臧荼從楚救趙，因從入關。立荼為燕王。徙齊王田市為膠東王。齊將田都從共救趙，入關。立都為齊王。故秦所滅齊王建孫田安，羽方渡河救趙，安下濟北數城，引兵降羽。立安為濟北王。田榮者，背梁不肯助楚擊秦，以故不得封。陳餘棄將印去，不從入關，然素聞其賢，有功于趙，聞其在南皮，故因環封之三縣。番君將梅□功多，故封十萬戶侯。羽自立為西楚伯王，王梁、楚地九郡，都彭城。諸侯各就國。
田榮聞羽徙齊王市膠東，而立田都為齊王，大怒，不肯遣市之膠東，因以齊反，迎擊都。都走楚。市畏羽，乃亡之膠東就國。榮怒，追殺之即墨，自立為齊王。予彭越將軍印，令反梁地。越乃擊殺濟北王田安。田榮遂並王三齊之地。時漢王還定三秦。羽聞漢並關中，且東，齊、梁畔之，大怒，乃以故吳令鄭昌為韓王以距漢，令蕭公角等擊彭越。越敗蕭公角等。時，張良徇韓，遺項王書曰：「漢王失職，欲得關中，如約即止，不敢東。」又以齊、梁反書遺羽，羽以此故無西意，而北擊齊。徵兵九江王布，布稱疾不行，使將將數千人往。
二年，羽陰使九江王布殺義帝。陳餘使張同、夏說說齊王榮，曰：「項王為天下宰，不平，今盡王故王於醜地，而王群臣諸將善地，逐其故主，趙王乃北居代，餘以為不可。聞大王起兵，且不聽不義，願大王資餘兵，使擊常山，以複趙王，請以國為□蔽。」齊王許之，因遣兵往。陳餘悉三縣兵，與齊並力擊常山，大破之。張耳走歸漢。陳餘迎故趙王歇反之趙。趙王因立餘為代王。羽至城陽，田榮亦將兵會戰。榮不勝，走至平原，平原民殺之。羽遂北燒夷齊城郭室屋，皆坑降卒，系虜老弱婦女。徇齊至北海，所過殘滅。齊人相聚而畔之。於是田榮弟橫收得亡卒數萬人，反城陽。羽因留，連戰未能下。
漢王劫五諸侯兵，凡五十六萬人，東伐楚。羽聞之，即令諸將擊齊，而自以精兵三萬人南從魯出胡陵。漢王皆已破鼓城，收其貨賂美人，日置酒高會。羽乃從蕭晨擊漢軍而東，至彭城，日中，大破漢軍。漢軍皆走，迫之穀、泗水。漢軍皆南走山，楚又追擊至靈辟東睢水上。漢軍卻，為楚所擠，多殺。漢卒十余萬皆入睢水，睢水為不流。漢王乃與數十騎遁去。語在《高紀》。太公、呂後間求漢王，反遇楚軍。楚軍與歸，羽常置軍中。漢王稍收散卒，蕭何亦發關中卒悉詣滎陽，戰京、索間，敗楚。楚以故不能過滎陽而西。漢軍滎陽，築甬道，取敖倉食。
三年，羽數擊絕漢甬道，漢王食乏，請和，割滎陽以西為漢。羽欲聽之。曆陽侯範增曰：「漢易與耳，今不取，後必悔之。」羽乃爭圍滎陽。漢王患之，乃與陳平金四萬斤以間楚君臣。語在《陳平傳》。項羽以故疑範增，稍奪之權。範增怒曰：「天下事大定矣，君王自為之！願賜骸骨歸。」行未至彭城，疽發背死。於是漢將紀信詐為漢王出降，以誑楚軍，故漢王得與數十騎從西門出。令周苛、樅公、魏豹守滎陽。漢王西入關收兵，還出宛、葉間，與九江王黥布行收兵。羽聞之，即引兵南。漢王堅壁不與戰。