大破秦軍后，項羽于轅門召見諸侯將領，諸將無不跪著前來，不敢仰視項羽，于是項羽為諸侯上將軍，諸侯都歸附于他。
章邯率軍駐扎在棘原，項羽駐軍于漳水南，兩軍相持不戰，秦軍多次被項羽打敗，秦二世派人責備章邯，章邯害怕，于是派長史司馬欣去請示。
司馬欣到了咸陽，被趙高留在司馬門三天，不予接見，有不信任的意思。
司馬欣非常害怕，急忙逃到章邯營中，勸章邯早做打算，趙軍陳余也寫信給章邯，勸其反秦，章邯暗中派始成前往項羽營談和約，但沒有談妥。
項羽讓蒲將軍領兵，日夜兼行渡過三戶津與秦軍交戰，將其擊敗，而后項羽率領全軍又于污水上大破秦軍。
此戰項羽率軍渡過漳水后，下令把船全部鑿沉，把做飯的器具全部毀壞，只帶著三日糧草與秦軍作戰。
項羽士卒因此以必死之心奮勇向前，項羽軍因此戰斗力得到大幅提升，個個以一擋十，殺得諸侯軍人人膽寒，最終，取得巨鹿之戰的勝利。
巨鹿之戰后，章邯再次派人來見項羽，想要訂立和約，項羽召軍吏來商量說：“現在軍糧越來越少，想答應他們。”
軍吏說可以，于是項羽和章邯約在洹水南殷虛上相見，并訂立盟約，章邯見到項羽后，哭著向項羽傾訴趙高的種種行為。
于是，項羽立章邯為雍王，司馬欣為上將軍，率領秦軍為前部，行至新安。
公元前206年八月，齊、趙諸侯叛亂，項羽率軍前往平亂，聽聞劉邦已定關中，非常憤怒，封鄭昌為韓王，派其前往阻擋劉邦，令蕭公角阻擊彭越。
彭越擊敗蕭公角后，張良偽作韓王書給項羽，說劉邦只想得關中，不會向東用兵，又偽作齊王、梁王書給項羽說齊王準本和梁王齊心協力滅掉楚國，于是項羽放心攻打齊國。
項羽征召九江王英布，英布托病不出，派遣手下將領只率領幾千人前往，項羽因此怨恨英布。
公元前205年冬，項羽北至城陽，田榮引兵會戰，被項羽擊敗，田榮逃往平原，被平原民殺死。
項羽燒毀齊國房屋，將降卒全部坑殺，把擄掠的男女老幼全部遷往北海，死傷無數，齊國人因此聚在一起反叛，田橫趁機收編齊兵數萬反攻城陽，項羽久攻不下。
劉邦率領五路諸侯兵馬有五十六萬，向東攻打楚國，項羽聽聞后，留部將繼續攻齊，自己親率精兵三萬去救援彭城。
劉邦攻下彭城后搜集珍寶美人，大擺宴會，項羽率軍從早晨開始，由蕭縣從西打到東，中午時打到彭城，大破劉邦軍，殺死漢兵十余萬。
劉邦軍逃往南山，項羽率軍追到靈壁東阻攔，漢兵落入睢水十余萬，睢水為之不流。
項羽把劉邦包圍了三層，卻被一陣大風吹亂楚軍，劉邦趁機率領數十騎兵走脫。
劉邦逃往下邑，收集敗亡散卒至滎陽，各路敗軍先后前來會合，蕭何也發動關中沒有登記在冊的百姓前來投奔劉邦，劉邦因此軍勢得以重振。
項羽乘勝來戰，無法取勝，劉邦彭城大敗后，諸侯反叛劉邦，歸附項羽。
公元前204年，劉邦在滎陽修筑甬道用以過河取敖地的糧食，項羽軍多次侵奪甬道，劉邦軍無法取得糧草補充，非常害怕，于是與項羽議和，項羽同意。
項羽在范增的建議下，與范增合圍滎陽，打算把劉邦消滅。
劉邦非常害怕，采取陳平的計策，離間項羽和范增，項羽于是剝奪了范增的權利。
范增沒有想到項羽竟然會懷疑自己和劉邦有勾結，十分氣憤，于是告老還鄉，但在途中病死。
項羽將滎陽的劉邦四面圍定攻打，劉邦軍勢非常危急，部將紀信于是引兩千軍乘黃車假扮劉邦出城，說劉邦愿意投降，項羽趕來見到紀信問劉邦在哪，紀信說劉邦已經逃走了，項羽于是將紀信燒死。”