还会被刘邦所杀，等于是引狼入室。所以，他命令将城门关闭，还准备捉拿萧何和曹参。萧何和曹参闻讯赶忙逃到了城外，刘邦将信射进城中，鼓动城中的百姓起来杀掉出尔反尔的县令，大家一起保卫家乡。百姓对平时就不太体恤他们的县令很不满，杀了县令后开城门迎进刘邦，又推举他为沛公，领导大家起事。刘邦便顺从民意，设祭坛，自称赤帝的儿子，领导民众举起了反秦大旗。这一年已经是秦二世元年（前209年）的九月，刘邦已经有四十八岁了。
开始时，刘邦也不太顺利，但经过几次战役，刘邦步步西进，大破秦兵。
公元前206年十月，刘邦率大军到达了咸阳东边不远处的灞上（今陕西省西安市东），秦王嬴子婴见大势已去，只得献城投降，将玉玺亲手交给了刘邦，秦王朝至此灭亡，共立国二十五载。
秦末农民战争中还有一支强大的力量，这就是原来楚国贵族的后代项籍和叔父项梁，他们在吴中（现在江苏的吴市）起兵，兵力很快达到了近万人。在项梁死后，项羽决定和刘邦一起西进关中。
汉王元年（公元前206年）十月，刘邦灭秦后在关中称王。十二月，项籍挥军破函谷关，想消灭刘邦军。刘邦自知不敌，亲赴鸿门（今陕西临潼东北）谢罪。不久，项籍入咸阳，烧阿房宫、杀秦王嬴子婴。春，项籍表面上尊楚怀王为义帝，实际却将其发配到了江南，自立为西楚霸王，定都彭城（今江苏省徐州市），同时分封18诸侯，封刘邦为汉王，领巴蜀及汉中地，并故意封秦降将邯、司马欣、董翳（意）为雍王、塞王、翟王，领关中地，以扼制刘邦。刘邦只好忍气吞声接受封号，于四月领兵入汉中、并烧毁栈道（用木板架在悬崖上铺成的道路），表示再也无意出兵，以麻痹项籍。项羽亦率军东归。五、六月，齐国贵族后裔田荣不满分封，赶走齐王，杀胶东王，自立为齐王。刘邦乘乱重返关中，击败邯，迫降司马欣、董翳，并用计欺骗项籍，使其相信自己取得关中后已心满意足，再也不会东进了。项籍放心去攻打田荣，对西边没有加强防范。十月，刘邦挥军东出，拜韩信为大将，明修栈道，暗渡陈仓（今陕西省宝鸡市东），名为义帝发丧，派人联络诸侯，公开声讨项籍，拉开了楚汉战争的序幕。
四月，刘邦乘项籍在齐国停留的机会，率领诸侯联军56万一举攻占彭城。项羽闻之，急率精兵3万奔袭，歼联军30余万，刘邦仅率数十骑逃脱，反楚联盟瓦解。
五月，刘邦到达荥阳，击败了楚追兵，得以端息，稳住了阵脚，遂
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