项梁和章邯在定陶一战，项梁的楚军大败，项梁战死，秦末的起义军在中原战场上又开始被动起来，而秦军重新掌握了战场的主动权。

定陶之战后，项梁战死，游离在陈留、外黄作战的刘邦、项羽、吕臣等人觉得大事不妙，就马上就带着自己的队伍往东撤退。吕臣驻扎在彭城东，项羽驻扎在彭城西，刘邦驻扎在砀，三人护卫犄角。紧接着，楚怀王迁都到了彭城，把吕臣和项羽的军队合并在一起，亲自指挥，准备再次和秦军决一死战。然而章邯在定陶一战之后，觉得楚军不过如此，于是就不管楚军了，转身渡河开始攻打赵国。​

秦二世二年初，张耳、陈余拥立了赵王歇，李良在战败之后投降了章邯。李良在秦军的支持下，在信都一带和赵军展开了长期的作战，把赵军牢牢的牵制在信都附近。所以，赵国并没有出现在定陶的战场上。在九月，章邯挥师攻赵，迅速的击溃赵军，占领了邯郸。

章邯占领邯郸后，为了防止赵国再次反抗，就把邯郸的城廓给破坏掉，然后把邯郸城的人都迁移到河内。赵王歇跟张耳率领赵国残军撤到巨鹿，陈余收了常山的数万兵力驻扎在巨鹿城西。然而，章邯率领大军，以绝对的优势兵力包围了巨鹿。陈余曾以五千人的兵力想要突围，结果全军覆没，没有一个人生还。

巨鹿的形势十分的危急，各个诸侯国先后都开始派出兵力来救援赵国。虽然诸侯国都多多少少派出了部队，但是他们并不敢和秦军作战，只盼着楚军来了，和秦军一决胜负。楚怀王命宋义为上将军，项羽为次将，范增为末将，率领楚军北上救赵，各将军部队都归宋义指挥。刘邦率领部分兵力向西，收拢陈胜、项梁等人的残余部队，然后骚扰秦军的后方。

宋义率领楚军主力到达安阳后，连着驻扎了四十六天，始终不肯和秦军作战救援赵国。项羽就像宋义进言，现在应该和赵国里应外合，肯定能大破秦军。而宋义想着让秦军和赵军先打，他们打完后，楚军再坐收渔翁之利。并且对项羽说，冲锋陷阵我不如你，但是运筹帷幄你不如我。

宋义继续按兵不动，自己到无盐大摆筵席，送自己的儿子去齐国为相，想要发展自己的势力。巨鹿的赵军越来越危急，楚军也开始缺少粮食，加上天寒大雨，宋义的行为终于激起了公愤。项羽义正言辞的指责宋义，现在军中都快没粮食了，你还饮酒高会。率领大军又不救援赵国，等秦军攻破赵国，秦国会更加强大，国家安危在此一举，你不体恤士兵，徇私枉法，实非社稷之臣！然后项羽趁着其他将军去“晨朝”上将军的时候，在军帐中杀掉了宋义。宋义被项羽杀死后，项羽派人报告给了楚怀王，楚怀王就让项羽为上将军，率领大军救赵攻秦。

​项羽获得指挥权后，派英布跟蒲将军带着两万楚军渡河，切断秦军的粮道。项羽自己带着其他的部队渡过河后，皆沉船，破釜甑，烧庐舍，只带三日口粮，对秦军的王离部队发起猛烈的进攻，九战九捷，大破秦军（这就是成语“破釜沉舟”的典故）。在赵军和其他救援赵国部队的协同下，全歼了秦军的精锐王离的部队，王离也被俘虏，苏角被杀。巨鹿之围从而被解，项羽由这次战斗开始登上了他的舞台。

在巨鹿之战后，起义军完全掌握了战场的主动权。项羽率军追击章邯，章邯避而不战。项羽和章邯相持半年多，虽然有多次争斗，但是秦军的伤亡并不很大。而秦二世和赵高开始责备章邯作战不利，章邯拍司马欣去咸阳请示作战的问题，司马欣发现赵高嫉妒章邯，想至章邯于死地。章邯遂秘密向项羽求和，但是没能达成协议。在汙水，项羽再次大破秦军，章邯彻底走投无路了，再次派人向项羽乞降。项羽因为军中缺粮，答应了章邯的投降。章邯率领二十万秦军在殷墟投降了项羽。这时的秦军主力和精锐部队基本全部被瓦解，巨鹿之战胜利结束，秦王朝的灭亡近在眼前。