公元前207年，也就是秦二世即位後的第二年。秦軍上將軍章邯以偷襲的戰術，在定陶打敗了諸侯力量中力量最強大的楚軍，十萬楚軍全軍覆沒，主帥項梁戰死。
秦末農民起義圖
大獲全勝的章邯認為楚地已不足為慮，於是率領20萬得勝之師渡過黃河，攻打河北的趙國，一舉攻破了趙國的都城邯鄲，趙軍大敗。趙王以及相國張耳都逃進了城堅糧足的鉅鹿城，做最後的頑抗，同時派出了許多使者向各路反秦諸侯求援。
鉅鹿之戰形勢圖
為了圍困鉅鹿城，章邯調動了原駐守在上郡的10萬秦軍南下，這10萬秦軍的主帥是王離，是秦軍用於保衛邊境的正規部隊。戰鬥力十分強悍，章邯命令王離率軍包圍並攻打鉅鹿城，自己駐軍在鉅鹿南面，負責修築通道給王離和部隊運送糧草。此時趙國的大將陳餘收集了常山一帶的數萬殘軍，駐紮在鉅鹿城的北部，自知力量微博的陳餘不敢出戰，只能眼睜睜的看著秦軍猛攻鉅鹿。
鉅鹿之戰各軍位置
當時各國前來救趙的援軍有十多路兵馬，他們都駐紮在鉅鹿城北，面對強大的秦軍，沒有人敢出面交鋒，鉅鹿城危在旦夕，趙國宰相張耳一再催促城外的陳餘率兵解圍，並以兩人數十年的交情相逼，陳餘無奈被迫派出6000士兵嘗試攻擊秦軍的圍城部隊，結果全軍覆沒。9月趙王的使者也到了楚國的國都彭城。向楚懷王求救，項羽為報叔叔項梁之仇主動請戰，於是楚懷王便以宋義為上將，項羽為次將，范增為末將，率楚軍7萬，由彭城北上救趙。
在這些前來解圍的各路援軍中，楚軍是絕對的主力，但楚軍這次出征在軍事指揮的歸屬上卻顯得有些彆扭，主帥宋義並非武將出身，原本只是項梁手下的一個參謀。在軍中並沒有什麼功勞和威信。而楚軍的主要將領幾乎都是隨項梁項羽渡江的子弟兵，楚軍的主力可以說是稱為項家軍。也許楚懷王為了削弱項家對軍隊的控制，這才把宋義任命為主帥，而項羽只是次將。
楚軍從安陽進軍鉅鹿
當楚軍開到離鉅鹿城上有數百公里之遙的安陽，宋義就命令大軍停了下來，不再前進，此時已是10月，楚軍在安陽一呆就是四十多天，當時軍中糧食緊缺，士兵每忍飢受凍，宋義卻大宴賓客，日夜歡飲，不思渡河救趙。
隨著天氣的變化，楚軍的糧草供應越來越困難，士兵的不滿逐漸增加，項羽再也無法忍受宋義的避戰策略，與宋義發生爭執，項羽主張迅速進軍與趙國裡應外合，擊敗秦軍但宋義卻主張讓秦趙兩家互鬥，等到兩敗俱傷的時候再坐收漁翁之利，宋義對項羽說：騎馬打仗我不如你，但運籌帷幄，你不如我。為了壓制不服的將領，宋義給軍中下達命令，凡不聽指揮者一律斬首。
項羽對宋義所謂的等秦軍疲憊後再出戰的說法嗤之以鼻，他認為趙國滅亡後，秦軍只會更加強大，哪裡會有什麼疲憊的機會可乘，更何況此時楚軍離鉅鹿城路程還有數百公里之遙，到那時趕到戰場遇到的只會是士氣正旺，嚴陣以待的秦軍。
於是項羽經過密謀，率領士兵斬殺了宋義，宋義死後，士兵們擁立，項羽為代理上將軍。
楚懷王得到通報後也無可奈何，只好認可既成事實，令讓項羽正式擔任上將軍，並把英布和蒲將軍兩萬多人的部隊，都歸他統一指揮，此時項羽指揮的楚軍已有九萬多人，獲得了楚軍的控制權。
楚軍進軍路線
12月項羽率領楚軍前進到鉅鹿城東南方向約20公里的漳河南岸。項羽先是派英布率2萬精兵渡水過河，襲擊秦軍的運糧通道，英布的2萬楚軍機動靈活，絕不與章邯的秦軍大部隊接觸，秦軍雖然數量龐大，卻也無法保證糧草道路的安全，王離的部隊逐漸出現了糧草危機，項羽認為決戰的時機已經到了，於是率全軍開始渡河，渡河前，命令楚軍破釜沉舟，燒掉帳篷，每人只攜帶三天的乾糧，已表示不勝則死的決心。
以楚軍的這些兵力，如果與章邯和王離的大軍直接對陣顯然是不夠的，唯一的機會便是將分散的秦軍各個擊破，而章邯的兵力部署恰恰滿足了這一條件。渡過漳河的楚軍以迅雷不及掩耳之勢直奔鉅鹿。一路上勢不可擋，喊殺聲震天動地，連續數次擊敗前來阻擋的秦軍。
各國援軍原地觀戰
當楚軍大戰秦軍時，各路救援各路救援趙國的援軍只是在原地觀戰。當他們瞧見楚軍橫衝直撞大破秦軍的情景，無不心驚膽寒。直到楚軍徹底打敗了章邯的部隊後，各路援軍方才醒過神來，紛紛投入戰場協助楚軍圍殲秦軍，戰鬥結束後，活捉了秦軍大將王離。殺死秦將蘇角，困鉅鹿的秦軍徹底潰敗，章邯無力改變戰局，只得率領敗軍退往棘原，戰鬥結束後，項羽召集各路援軍將領會面，那些將領全都畢恭畢敬，甘願聽從項羽的指揮。項羽從此獲得了統帥諸侯的地位。
鉅鹿之戰解圍後，項羽率領張水南岸各路諸侯於鉅鹿城北對張邯的秦軍呈南北夾擊之勢，章邯一面固守棘原，與項羽對峙，一面派部將。司馬欣向朝廷求援，當時專權的趙高猜忌前方主將，欲捉拿司馬欣，司馬欣小路逃回棘原後勸章邯早日另謀出路。
就在章邯進退兩難，猶豫不決的時候，楚軍再次發起了攻勢，項羽派英布率軍渡過漳水渡口，截斷了秦軍的退路，項羽率領楚軍主力從正面大破秦軍，在楚軍的沉重打擊下，章邯進退無路，不得不率20萬秦軍，投降項羽，秦軍從此再無機動兵力可用。
項羽分封的各路諸侯地盤
鉅鹿之戰歷時將近一年，全殲了30萬秦軍主力。對最後推翻秦朝的統治起了決定性的作用，在此戰中，項羽果斷殺死宋義，取得了楚軍的控制權和指揮權，以破釜沉舟激發將士們的鬥志。因此一戰成功，在整場戰役中沒有給章邯任何可乘之機，堪稱完勝，由於