人來，欲約分王關中。沛公以為詐，乃用張良計，使酈生、陸賈往說秦將，啗以利，因襲攻武關，破之。又與秦軍戰於藍田南，益張疑兵旗幟，諸所過毋得掠滷，秦人憙，秦軍解，因大破之。又戰其北，大破之。乘勝，遂破之。
漢元年十月，沛公兵遂先諸侯至霸上。秦王子嬰素車白馬，繫頸以組，封皇帝璽符節，降軹道旁。諸將或言誅秦王。沛公曰：“始懷王遣我，固以能寬容；且人已服降，又殺之，不祥。”乃以秦王屬吏，遂西入咸陽。欲止宮休舍，樊噲、張良諫，乃封秦重寶財物府庫，還軍霸上。召諸縣父老豪桀曰：“父老苦秦苛法久矣，誹謗者族，偶語者棄巿。吾與諸侯約，先入關者王之，吾當王關中。與父老約，法三章耳：殺人者死，傷人及盜抵罪。餘悉除去秦法。諸吏人皆案堵如故。凡吾所以來，為父老除害，非有所侵暴，無恐！且吾所以還軍霸上，待諸侯至而定約束耳。”乃使人與秦吏行縣鄉邑，告諭之。秦人大喜，爭持牛羊酒食獻饗軍士。沛公又讓不受，曰：“倉粟多，非乏，不欲費人。”人又益喜，唯恐沛公不為秦王。
或說沛公曰：“秦富十倍天下，地形彊。今聞章邯降項羽，項羽乃號為雍王，王關中。今則來，沛公恐不得有此。可急使兵守函谷關，無內諸侯軍，稍徵關中兵以自益，距之。”沛公然其計，從之。十一月中，項羽果率諸侯兵西，欲入關，關門閉。聞沛公已定關中，大怒，使黥布等攻破函谷關。十二月中，遂至戲。沛公左司馬曹無傷聞項王怒，欲攻沛公，使人言項羽曰：“沛公欲王關中，令子嬰為相，珍寶盡有之。”欲以求封。亞父勸項羽擊沛公。方饗士，旦日合戰。是時項羽兵四十萬，號百萬。沛公兵十萬，號二十萬，力不敵。會項伯欲活張良，夜往見良，因以文諭項羽，項羽乃止。沛公從百餘騎，驅之鴻門，見謝項羽。項羽曰：“此沛公左司馬曹無傷言之。不然，籍何以生此！”沛公以樊噲、張良故，得解歸。歸，立誅曹無傷。
項羽遂西，屠燒咸陽秦宮室，所過無不殘破。秦人大失望，然恐，不敢不服耳。
項羽使人還報懷王。懷王曰：“如約。”項羽怨懷王不肯令與沛公俱西入關，而北救趙，後天下約。乃曰：“懷王者，吾家項梁所立耳，非有功伐，何以得主約！本定天下，諸將及籍也。”乃詳尊懷王為義帝，實不用其命。
正月，項羽自立為西楚霸王，王梁、楚地九郡，都彭城。負約，更立沛公為漢王，王巴、蜀、漢中，都南鄭。三分關中，立秦三將：章邯為雍王，都廢丘；司馬欣為塞王，都櫟陽；董翳為翟王，都高奴。楚將瑕丘申陽為河南王，都洛陽。趙將司馬卬為殷王，都朝歌。趙王歇徙王代。趙相張耳為常山王，都襄國。當陽君黥布為九江王，都六。懷王柱國共敖為臨江王，都江陵。番君吳芮為衡山王，都邾。燕將臧荼為燕王，都薊。故燕王韓廣徙王遼東。廣不聽，臧荼攻殺之無終。封成安君陳餘河間三縣，居南皮。封梅鋗十萬戶。
四月，兵罷戲下，諸侯各就國。漢王之國，項王使卒三萬人從，楚與諸侯之慕從者數萬人，從杜南入蝕中。去輒燒絕棧道，以備諸侯盜兵襲之，亦示項羽無東意。至南鄭，諸將及士卒多道亡歸，士卒皆歌思東歸。韓信說漢王曰：“項羽王諸將之有功者，而王獨居南鄭，是遷也。軍吏士卒皆山東之人也，日夜跂而望歸，及其鋒而用之，可以有大功。天下已定，人皆自寧，不可複用。不如決策東鄉，爭權天下。”
項羽出關，使人徙義帝。曰：“古之帝者地方千里，必居上游。”乃使使徙義帝長沙郴縣，趣義帝行，群臣稍倍叛之，乃陰令衡山王、臨江王擊之，殺義帝江南。項羽怨田榮，立齊將田都為齊王。田榮怒，因自立為齊王，殺田都而反楚；予彭越將軍印，令反梁地。楚令蕭公角擊彭越，彭越大破之。陳餘怨項羽之弗王己也，令夏說說田榮，請兵擊張耳。齊予陳餘兵，擊破常山王張耳，張耳亡歸漢。迎趙王歇於代，復立為趙王。趙王因立陳餘為代王。項羽大怒，北擊齊。
八月，漢王用韓信之計，從故道還，襲雍王章邯。邯迎擊漢陳倉，雍兵敗，還走；止戰好畤，又覆敗，走廢丘。漢王遂定雍地。東至咸陽，引兵圍雍王廢丘，而遣諸將略定隴西、北地、上郡。令將軍薛歐、王吸出武關，因王陵兵南陽，以迎太公、呂后於沛。楚聞之，發兵距之陽夏，不得前。令故吳令鄭昌為韓王，距漢兵。
二年，漢王東略地，塞王欣、翟王翳、河南王申陽皆降。韓王昌不聽，使韓信擊破之。於是置隴西、北地、上郡、渭南、河上、中地郡；關外接河南郡。更立韓太尉信為韓王。諸將以萬人若以一郡降