到黄河沿岸，陈平前往投奔项羽，跟随项羽入函谷关，项羽赐给他「卿」一级的爵位。项羽东归后，刘邦平定三秦向东进军，殷王司马卬反叛楚国。项羽于是封陈平为信武君，让他率领魏咎留在楚国的部下前往，击败并降服了司马卬而凯旋。项羽派项悍任命陈平为尉，赏给他黄金二十镒。过了不久，刘邦又攻下殷地。项羽大怒，准备杀掉前次平定殷地的将领。陈平害怕被杀，便封好项羽赏给他的黄金和官印，派人送还项羽，自己单身拿着宝剑抄小路逃走。陈平横渡黄河，船夫见他一个美男子单身独行，怀疑他是逃亡的将领，腰中定当藏有金玉宝器，就盯着陈平，打算杀掉