三年（前207年），楚怀王徙都盱眙，并吕臣、项羽军，自将之。以沛公刘邦为砀郡长，封武安侯，将砀郡兵；项羽为长安侯，号鲁公；吕臣为司徒，其父吕青为令尹。秦将章邯攻赵，赵向楚求救兵。楚怀王分兵，令宋义为上将军，项羽为次将、范增为末将，北上救赵。同时令沛公刘邦为将，率楚军西略咸阳。项羽斩杀宋义，夺其军权，北上于巨鹿之战大破秦军主力，虏秦将王离，秦将涉间不降楚，自烧杀。与此同时，楚将刘邦经过一系列战斗，成功攻入关中。（前207年）十月，沛公刘邦军驻灞上，秦王子婴素车白，系颈以组，封皇帝印玺，向刘邦投降。秦朝灭亡