秦二世二年(公元前208年)六月，项梁、项羽叔侄所率领的队伍已发展壮大到六七万人，并拥立楚怀王之孙熊心为王，集各路义军首领于薛城(今山东滕县东南)共商大事。张良不忘复兴韩国，忙对项梁提议道：“君既已立楚王为后人，而韩王诸公子中的横阳君成最贤，可立为王，借以多树党羽。
”早在下邳之际，张、项之间便有旧谊，因而项梁一口应承。于是，他命人找到韩王成，立为韩王，并以张良为司徒(相当于丞相)。张良“复韩”的目的终于达到了，“复家”的政治夙愿也得以实现，因而竭尽全力扶持韩王成，挥师收复韩地(指战国时韩国地盘)，游兵于颍川附近，时而攻取数城，时而又被秦兵夺回，迟迟未能开创大局面。
这一年年底，楚怀王命刘邦、项羽分兵伐秦，并约定：谁先入关进咸阳，谁便可以立而为王。刘邦取道颍川、南阳，打算从武关进入关中。秦二世三年(公元前207年)七月，刘邦率兵攻占颍川。韩王和张良便与刘邦会合了。刘邦请韩王留守阳翟(韩故都，今河南禹州市)，而让张良随军南下。九月，军队抵达南阳郡(今河南南阳市)。南阳郡守奇退入宛城(河南南阳)固守。刘邦灭秦心切，见宛城一时难以攻取，打算绕过宛城继续西进。张良认为不妥，劝道：“您虽然急于进关，但这一路上秦兵还很多，而且都扼据着险要的地势。现在不拿下宛城，一旦宛城的秦兵从后面追杀过来，那时，强秦在前，追兵在后，就很危险了。”刘邦采纳了他的建议，立即更换旗帜，率兵乘夜间抄小路悄悄返回。拂晓时分，刘邦的军队已把宛城重重围住。接着，刘邦又采纳了陈恢的意见，以攻心之术，招抚南阳太守，赦免全城吏民，兵不血刃地轻取了宛城。解除了刘邦西进的后顾之忧，刘邦兵威大振，南阳郡的其它城池见太守已降，纷纷起而效之，望风而降。
同年十二月，刘邦率军抵达蛲关(今陕西兰阳东南)。蛲关是古代南阳与关中的交通要隘，易守难攻，是通往秦都咸阳的咽喉要塞，也是拱卫咸阳的最后一道关隘，秦有重兵扼守此地。刘邦赶到关前，想要亲率所部两万余众，强行攻取。张良劝谏道：“目前秦守关的兵力还很强大，不可轻举妄动。”刘邦惟恐项羽大军先入关中，因而心急如焚，忙向张良问计。张良向刘邦献了一个智取的妙计。他说：“我听说蛲关的守将是个屠夫的儿子，这种市侩小人，只要用点财币就可以打动他的心了。您可以派先遣部队，预备5万人的粮饷，并在四周山间上增设大量军队的旗号，虚张声势，作为疑兵。
然后再派郦食其多带珍宝财物去劝诱秦将，事情就可能成功了。”刘邦依计而行，蛲关守将果然献关投降，并表示愿意和刘邦联合进攻咸阳。刘邦大喜，张良却认为不可。他冷静地分析道：“这只不过是蛲关的守将想叛秦，他部下的士卒未必服从。如果士卒不从，后果将不堪设想。不如乘秦兵懈怠之机消灭他们。”于是，刘邦率兵向蛲关突然发起攻击，结果秦军大败，弃关退守蓝田(今陕西蓝田县西)。刘邦乘胜追击，引兵绕过蛲关，穿越蒉山，大败秦军于蓝田。然后，大军继续西进，于公元前206年元月抵达霸上(今西安市东25里)。
这时，秦二世已被赵高杀死，仅仅做了46天秦王的子婴眼见义军兵临城下，大势已去，只好似绳系颈，乘素车白马，捧着御玺符节，开城出降。至此，雄霸四方、威振海内的大秦帝国灭亡了。
刘邦从奉楚怀王之命西进，到进人关中，迫使子婴投降，历时仅一年，由于他采纳了张良的计谋，保证了军事上的顺利进展，从而赢得了时间，终于比项羽抢先一步进入关中。