项羽受命后，即率军对败退中的章邯余部实施战略追击。章邯困兽犹斗，据守棘原与项羽对峙，并派别将司马欣向秦廷告急求援。然而这时秦廷内部早已分崩离析，赵高专权，不但没有抽调兵力援助章邯，反而追究其战败的罪责。这使得章邯进退失据，计无所出。无奈之下，他秘密遣使向项羽求和，但未获应允，只好准备退兵。项羽则乘章邯狐疑不定之际，及时派遣蒲将军率部日夜兼程渡三户津（古漳水渡口，在今河北磁县西南），切断秦军的退路，尔后项羽亲率主力与秦军激战于污水（漳水支流），再次大破秦军。至此，章邯完全成为瓮中之鳖，不得已遂率20万秦军在洹水南岸的殷墟（今河南安阳西）向项羽无条件投降。钜鹿之战的尾声这时也就最终沉寂了下来。
钜鹿之战，是秦末农民大起义走向最后胜利的关键性一战。它一举全歼了秦军的主力，为刘邦乘虚入关，彻底埋葬秦王朝的统治创造了极为有利的条件，从根本上决定了整个秦末农民大起义的历史命运，影响深远。表明钜鹿之战是一次辉煌的战略决战，其中所反映的起义军及其领袖项羽的优秀作战指导艺术；永远值得后人的称颂和借鉴。
奄汉战争
汉高帝元年（公元前206年）八月至五年（公元前202年）十二月，项羽、刘邦为争夺政权进行了一场大规模战争，称为楚汉战争。
刘邦和项羽苦战了五年，大战70余次，小战40余次。刘邦在一再失败之后，逐渐在军事上占有优势。项羽曾一度提出和刘邦“中分天下”，以鸿沟（今河南贾鲁河）为界，河东属于楚，河西属于汉（象棋盘上的“楚河汉界”由此而来）。楚汉战争因此而来。 秦末，陈胜、吴广农民起义失败后，楚地义军分两路攻秦。项羽在关东（指函谷关以东地区）聚歼秦军主力；刘邦乘隙攻人成阳，秦亡。依据楚怀王“先入定关中者王之”的约定，刘邦欲称王关中（指函谷关以西地区），派兵驻守函谷关（今河南灵宝老城东南北寨村之北，因在山谷中，险如函，故名），以防诸侯人关。同时，宣布废除秦朝苛政，与关中父老“约法三章”：“杀人者死，伤人及盗抵罪”。
项羽于钜鹿（今河北平乡西南平乡镇）歼灭秦军主力，取得诸侯上将军地位，实力雄厚。亦率诸侯军40万、秦军降卒20万直奔关中。中途，项羽恐秦降卒哗变，在新安（今河南蝇池东）将他们全部坑杀。元年十二月（汉初承秦制，十月为岁首），项羽命英布攻破函谷关，进驻鸿门（今陕西临潼东），意图消灭刘邦集团。刘邦军不足10万，自料力量不敌，竭力拉拢项羽的叔父项伯请为调解，并亲赴鸿门，表示诚意，动摇了项羽决心。战争没有立即爆发。
同年二月，项羽凭借其在军事上的压倒优势，裂土分封18个诸侯王，恢复封建割据。自立为西楚霸王，定都彭城（今江苏徐州）。封刘邦为汉中王，定都南郑（今陕西汉中东）。将关中分为三部，封集降将章邯、司马欣、董翳分别为王，企图通过他们控制关中，将刘邦困锁在边险地区，刘邦采纳萧何建议，确定了收用巴（郡治江州，今重庆北嘉陵江北岸）、蜀（郡治成都，今属四川）还定三秦。东向以争天下的方略。四月，忍忿前往汉中就国。途中烧毁所过栈道，防止诸侯军偷袭，并借此表示无东向之意。以麻痹项羽。项羽亦于同时班师彭城。
五月，未被项羽封王的田荣于齐地（今山东大部）起兵反楚，自立为齐王，项羽发兵击齐。刘邦乘项羽无暇西顾和三秦王立足未稳之机，令萧何收取巴、蜀租赋补给军队，以韩信为大将、曹参为前锋统兵数万，积极部署东进。八月，汉军潜出故道（因临故道水得名，治今陕西风北风州之西），袭击雍地，进围章邯军于废丘（雍都，今陕西兴平东南）。同时分兵攻取陇西（郡治狄道，今甘肃临洮南）、北地（郡治义渠，今甘肃宁县西北）、亡郡（郡治肤施，今陕西榆林鱼河堡），迫降塞王司马欣、翟王董翳，迅速还定三秦，袭占关中大部地区；随后，命部将薛欧出武关（今陕西丹凤东南）向楚地进军，被楚军阻于阳夏（今河南太康）。项羽在两面受敌的情势下，采取先齐后汉方针，继续攻齐，主力被牵制在齐地。刘邦再度抓住战机，一面巩固关中，一面扩张势力，亲自事军由函谷关出陕县（今河南三门峡西）东进。迫降河南于申阳、韩王郑昌；魏王豹率军归附，继而俘虏殷王司马门，迅速占领了今河南及山西中、南部广大地区，造成东进的有利态势。
二年四月，刘邦乘齐、楚两军胶着之际，在洛阳接受董公的建议，以项羽杀害楚怀王为口实，为义帝报仇讨逆为政治号召，联络各地诸侯王，率联军56万攻楚，一举袭占楚都彭城。项羽留部将继续击齐，自率精兵3万疾驰南下乘刘邦陶醉于胜利，毫无戒备之际，以少胜多，大败汉军，收复彭城。刘邦仅率数十骑突出重围，逃回荥阳（今河南荥阳东北古荥镇）。此役，汉军被歼数十万，元气大伤。
刘邦战败，诸侯纷纷背汉向楚。为摆脱被动局面，刘邦争取英布，重用韩信、彭越，从各方面联合反楚力量。军事上，则利用荥阳、成皋（今河南荥阳西北汜