六国的旧贵族趁势割据地方，刘邦和项羽也加入其中。同时，在沛县任泗水亭长〈即掌管治安之小吏，泗水亭直属四川郡，其亭在沛县境内。〉的刘邦起义，途中遇到项梁，便征其麾下。西元前207年10月，刘邦攻入咸阳，秦帝子婴投降。项羽于12月攻入咸阳杀子婴，之后杀楚义帝，自封为「西楚霸王」号令全国，举办鸿门宴分封诸侯，他将灭秦的刘邦封在蜀地，刘邦定国号为汉，建立汉朝。不久，刘邦和项羽矛盾激化，楚汉战争爆发。由于刘邦知人善用，重用萧何、张良、陈平等谋士，启用将领韩信。在垓下之战中，打败项羽，项羽在乌江自刎，楚汉之战结束。