秦朝末年，秦二世胡亥派大将军章邯进攻赵国。章邯派部将王离领二十万军队，把赵王紧紧地包围在巨鹿，自己亲率二十万大军屯兵城外，以逸待劳，准备打击来救援的军队。赵地危急，赵王多次求救于楚国。楚怀王命宋义为上将军，项羽为次将，率楚军五万人北上救赵。另派刘邦率一支军队攻打咸阳，以策应宋义和项羽。宋义带领人马故意缓缓而行，好容易到了安阳境内（今山东曹县一带），宋义竟然命令军队休整46天。年轻气盛的项羽多次劝说宋义：“秦军把赵王围困在巨鹿，我们应该赶快进军，如果我们在外面攻击秦军，赵军必然会作内应，这样秦军必为我们所破。”欲收渔人之利的宋义却说：“现在秦军攻赵，如果秦军得胜，他的军队一定十分疲困，我们就趁秦军疲困之时进攻；如果秦军不能取胜，我们就大张旗鼓地向西进军，也一定能打败秦军。”说到这儿，宋义斜视着项羽又说：“身穿铁甲，手拿锐利武器去打仗，我不如你；坐下来讲用兵之策，你就不如我宋义了。”项羽心里着急，又向宋义建议道：“现在将士都希望我们进兵，协力攻秦，而且今年灾荒严重，百姓饥饿，军队缺粮，久留是不行的。如今秦军强大，大有一举吃掉赵国之势，哪有什么疲困的机会可以利用。楚王把一国之事交付于你，国家安危在此一举，望你以国家利益为重。”宋义仍然坚持自己的看法，无论项羽怎样劝说，就是不为所动。项羽无奈，就把宋义杀掉了。
项羽杀了宋义，夺了兵权之后，楚怀王封他为上将军，接替宋义的职位。项羽派英布、蒲将军率两万人，去断秦军的粮道，自己亲率主力跟进，渡过漳水后，破釜沉舟，令士卒只带三天的干粮，准备与秦军决一死战。当时燕、齐、魏国等救赵的军队都已到达巨鹿郊外，却慑于秦军威势，不敢交锋。项羽身先士卒、带领楚军杀进重围。楚军已绝后路，个个奋勇争先，以一当十，结果所向披靡，勇不可挡。燕、齐、魏军在楚军的鼓舞下，也一齐杀向秦军。秦军大败，王离在阵前被俘，章邯边战边退，在今天河南安阳附近走投无路，投降了项羽。至此，不仅巨鹿之围被解，而且秦军主力全部覆灭。
与此同时，由于秦军主力是在赵地作战，原来作为偏师的刘邦，借此机会绕路从秦军防守的薄弱之处攻到了咸阳，屯兵灞上（今陕西西安东南），秦王子婴被迫投降。后来项羽率军来到灞上，随后就发生了“鸿门宴”、“火烧阿房宫”以及后来的“楚汉相争”。