都是文吏，担心身家性命，深恐举事不成，被秦朝诛灭九族，就竭力推举刘邦来领导大家起事。大家推举他为沛县县令，依楚制称作沛公，刘邦便顺从民意，设祭坛，立赤旗，因早前的赤帝子的传闻，所以崇尚红色，很快义军扩充到三千人。
刘邦先是率军攻打胡陵县、方与县，秦国泗水郡的郡监平率兵包围丰邑，众人回守丰邑，两天后，刘邦出兵应战，击破秦军。泗水卒史周苛、周昌兄弟归顺刘邦阵营，接着令雍齿守丰，自己率领军队进入薛县，与秦军大战。泗水郡守壮战败，逃至戚县，刘邦麾下的左司马追斩壮。
刘邦所部再次进攻胡陵县，夏侯婴与萧何前去劝降镇守胡陵城的泗水郡监平，平举城投降。接着刘邦率军返回亢父县、方与县，命曹参镇守方与县城，这时魏相周巿来攻方与，方与城转投魏国，曹参率军迎击。雍齿据守的丰邑也被周巿招降，刘邦大怒，举兵攻丰，没有攻克。恰在此时，刘邦又患病，只得还军沛县。
刘邦听说东阳甯君与秦嘉立景驹为楚王，驻扎在留县，投奔景驹，欲借军攻丰邑。在去投奔景驹的路上，遇见了也要投奔景驹的张良，两人于是兵合一处。张良与刘邦二人一见交谈之后，大有相见恨晚之意，于是张良放弃投奔景驹的念头，直接投奔到刘邦这边，刘邦授张良为厩将，然后一起去向景驹请援。
秦将章邯的部将司马夷，攻略楚地，屠戮相县，到达砀县。刘邦与东阳甯君率军向西，迎击司马夷，在萧县西与秦军展开战斗，结果不利，刘邦与东阳甯君退至留县。补充军队和粮草后，再次进攻秦军，以少胜多三天攻下砀县，收降砀县军卒六千人，加上原有部队总计九千人，刘邦攻取了下邑，返回再次攻丰，结果仍然没攻下。
原楚国贵族的后代项梁、项羽在吴县起兵，后渡过淮河扩张势力，攻灭秦嘉、景驹等部。刘邦听说项梁在薛县，于是留下军队包围丰邑，自己率领一百余骑至薛县见项梁，项梁给刘邦增兵五千、五大夫将十人，三攻丰邑，雍齿不敌，逃奔魏国。刘邦从属项梁一个多月后，项羽也攻下襄邑也还至薛县。
陈胜死亡的消息被证实，项梁把别将全都召回薛县，采纳范增的建议，拥立战国时楚怀王的孙子熊心为楚王，仍号楚怀王，定都盱眙。刘邦与英布、蒲将军、吕臣、