项梁听了谋士范增的建议，整顿起义队伍，并把原楚怀王的孙子孙心找来立为楚王，并仍然称作楚怀王。
再说项梁连续打了几个胜仗，杀得章邯落花流水。项梁于是骄傲了，不把秦军放在眼里。谁知，章邯卷土重来，向项梁发起猛烈反扑。项梁猝不及防，战死了，项羽、刘邦也被迫撤退到彭城。
章邯乘胜前进，指挥秦军北上，一口气打下了赵国（不是战国时代的赵国，而是新建立的一个政权）都城邯鄣。赵王歇慌忙逃到巨鹿（今河北平乡西南），连连派人去向楚怀王搬救兵。
楚怀王便召见将士，想进攻京城咸阳。他说：“谁先打进咸阳，就封谁为王。”
项羽、刘邦都愿意去。楚怀王让刘邦去打咸阳；叫项羽往北方去打章邯，围困巨鹿的三十万秦军。项羽急着要替叔父项梁报仇，正想跟章邯拼个死活。楚怀王怕项羽势力太大，不容易管束，就拜宋义为上将军；拜项羽为副将，封他为鲁公；范增为末将，率领二十万大军往巨鹿去打章邯。
公元前２０７年，宋义率领楚军，到了安阳（今河南安阳西南）停了十多天，急得项羽跑到宋义跟前，多次央告进军。宋义害怕秦军太强，按兵不动。到第四十六天时，项羽再次要求进军。宋义拍着案桌，怒气冲冲地说：“你反了吗?怎么敢不服从我的命令!”项羽大怒，趁势拔出宝剑来把他杀了。
项羽出来对将士们说：“宋义违背大王的命令，按兵不动。我奉了大王的密令，已经把他治死了。”
将士们就公推项羽代理上将军。项羽打发人向楚怀王报告，楚怀王只好立项羽为上将军。
项羽派英布和蒲将军带领两万人马渡过漳河。一交锋秦军就吃了败仗。项羽率领所有的军队都渡过河去，等到全军都渡过了漳河，他吩咐士兵，各人带上三天干粮，把军队里做饭的锅都砸了，把船都凿沉了。成语“破釜沉舟”就是这样来的。他对将士们说：“这一仗，只准进，不准退；三天里头一定把秦兵打败!”
楚军与秦军一交战，项羽咬牙切齿地直奔章邯。章邯本打算假装打败，把项羽引进来，哪儿知道楚兵一个人抵得上秦兵十个，十个就抵上一百。项羽的那支画戟更是神出鬼没，七上八下地一来，就戳倒了无数人马。他骑的那匹乌骓（ｚｈｕī，一匹黑色的千里马）像飞一样地追赶着逃兵。章邯的军队争先恐后地乱跑乱窜，反倒把后面几路接应的军队都冲乱了。章邯自己也逃了。
秦兵死伤一半。这么着，各路诸侯就公推项羽为诸侯上将军，诸侯的军队全由他统领。项羽准备去追赶章邯，谋士范增拦住他说：“章邯还有一二十万人马，一时不容易消灭。赵高这么专横，二世这么昏庸，章邯打了败仗，他们一定不会轻易把他放过去的。我们不如把军队驻扎下来，等他们内部争吵起来，我们直打过去，准能大获全胜。”
果然不出范增所料。章邯把秦军打败仗的情况报告上去，请二世再派兵来。赵高就说章邯无能，请二世查办败将。章邯手下的将军们一个个气得要命，司马欣劝章邯向项羽投降。章邯只好派司马欣到楚营去向项羽求和。范增劝项羽不要计较过去的仇恨，项羽同意了，还跟章邯订立盟约，封他为雍王，立司马欣为秦军上将军，叫他带着二十万投降的秦兵走在头里，项羽自己带着章邯，率领着各路诸侯，浩浩荡荡地往西打过去。
章邯投降的消息传到了咸阳，谁都着慌了，可是赵高并不着慌。他早有打算：把一切过错都推在二世身上，把二世杀了，然后投降项羽。他怕大臣不服，就牵着一头鹿到朝堂上，在大臣们面前指着这头鹿对二世说：“这是一匹好马。”
二世笑着说：“丞相别说笑话了，这是一头鹿。”
赵高把脸一绷，说：“怎么不是马?请众位大臣说吧。”大臣中不少人说：“是马!”
但是，说是鹿的大臣，有暗地里给赵高杀了的，也有借个罪名治死了的。宫内宫外大小官员谁敢反对赵高?连二世都怕他了。