公元前 208年 9月，劉邦率領碭郡兵，并在一路上收容陳勝、項梁部隊的散兵，以曹參為前鋒，進攻東郡取得勝利。一路上無大戰(zhàn)，在取得了幾個小戰(zhàn)役的勝利后，劉邦兩攻昌邑未果。正準備再次進攻時，項羽在巨鹿大破秦軍，擒王離、破章邯。劉邦擔心項羽乘勝向關中進發(fā)，便也不再與小股秦軍糾纏，轉而揮師向西，率大軍挺進到雍丘與陳留一帶。

在陳留附近，劉邦采納酈食其的計謀，攻取了陳留。至此，劉邦西征的前哨戰(zhàn)取得了成功。攻取陳留使劉邦建立了西征的立腳點，也獲得了大批的糧餉軍械。劉邦一路收編陳勝、項梁殘部和其他義軍，又招攬了大批人才，實力得到大大增強。

劉邦率領部隊占領陳留前，得知北伐的楚軍已解巨鹿之圍，項羽因為巨鹿之戰(zhàn)而聲名大振。劉邦不敢有片刻的懈怠，率領大軍繼續(xù)向西挺進，這樣做是為了首先進入關中。時至 3月，劉邦大軍由陳留之路北上準備進攻開封。秦將率兵守城，城堅而難以迅速攻下，劉邦遂率軍轉向西進，與秦將楊熊軍會戰(zhàn)于白馬，又戰(zhàn)于曲遇，俘虜了秦軍司馬及御史各一人。楊熊戰(zhàn)敗后，退回三川郡。秦二世胡亥遣使將楊熊以征戰(zhàn)不力之名斬殺。劉邦沒有直接進攻滎陽，而率軍改攻潁川郡。 4月，劉邦率大軍攻克了潁川郡，派親信張良主持潁川郡軍政大事，基本收復前韓國屬地。此時趙軍大將司馬卬在黃河對岸企圖渡河搶先入函谷關。劉邦為阻止司馬卬而率大軍北攻平陰，斷絕趙軍渡河之路，阻止其向關中進展。劉邦阻止趙軍渡河后，轉而率大軍前往洛陽，在洛東與秦軍發(fā)生了激烈的戰(zhàn)斗，遭受了一些損失，不得已退到陽城，轉向南陽郡前進。劉邦大部隊南移，韓王成奉命留守陽翟，掌管前韓國屬地，張良則率部分軍隊隨劉邦繼續(xù)前進。 6月，劉邦與南陽郡守軍大戰(zhàn)，擊潰對方的抵抗，攻占了整個南陽郡。南陽郡守將退走宛城，據城固守。劉邦久攻宛城而不克，急于引兵西進。張良則建議說，雖然急于入關的心情可以理解，但是秦兵尚眾，而且往往據險自守。如若貿然置宛城守軍于不顧，將來很有可能受到秦軍的前后夾攻。