陳勝起義後，舊楚名將項燕之子項梁和梁侄項羽在吳（今江蘇蘇州）殺掉秦會稽郡守，起兵響應。不久項梁率領八千子弟兵渡江北上，隊伍擴大到六七萬人，連戰獲勝。閩越貴族無諸和搖也率領族人，跟著秦番陽令吳芮反秦。原沛縣亭長劉邦和一部分刑徒逃亡山澤，也襲擊沛令起事，歸入項梁軍中。項梁立楚懷王之孫為楚王。以後，項梁在定陶敗死，秦章邯軍轉戈北上，渡河擊趙。這時，代替蒙恬戍守朔方邊塞的王離，也率大軍由上郡（治今陝西榆林東南）東出，包圍了張耳和趙王歇駐守的巨鹿城（今河北平鄉境）。楚王派宋義、項羽救趙，派劉邦西入關中。宋義北至安陽，逗留不進。項羽殺宋義，引兵渡漳河，經過激戰，解巨鹿之圍，被推為諸侯上將軍。以後，秦將章邯率二十萬人向他投降。劉邦迂迴進入武關，到達咸陽附近。那時秦二世已被趙高殺死，繼立的子嬰貶去帝號，稱秦王，在公元前207年十月向劉邦投降。劉邦廢除秦的苛法，只約法三章，「殺人者死，傷人及盜抵罪」，深得秦人擁護。
劉邦入咸陽後，項羽也立即率軍入關，駐鴻門，然後進入咸陽，大肆燒殺掠奪。他在諸王並立的既成局面下，自立為西楚霸王，都彭城。並調整諸故王土地，徙置他們於其原據地的邊緣，而把自己的親信封於各國的善地為王。這樣就並立著十八個王國，受制於西楚霸王。項羽的這一措施反而惡化了割據形勢。不久齊國首先發難，諸侯混戰再次爆發。
被項羽逼處巴蜀漢中一隅為漢王的劉邦，於漢元年（前206）五月，乘機進入關中，敗項羽所封關中三王。接著領軍東出，遠襲彭城，退守於滎陽、成皋之間，與項羽相持。劉邦鞏固了關中後方，又聯絡反對項羽的力量，轉敗為勝。漢五年十二月，與韓信、彭越等會攻項羽，項羽兵敗垓下（今安徽靈璧境），退至烏江（今安徽和縣境）自刎。同年六月，劉邦即皇帝位。
楚漢之戰是由秦末農民戰爭直接演變而來的。農民戰爭雖然勝利地推翻了秦朝，但曾經是農民戰爭領袖的劉邦和項羽，卻不得不逐步轉化為封建統治權的角逐者。劉邦知人善任，因勢利導，終於戰勝項羽，登上了西漢統一王朝的皇帝寶座。
秦末農民戰爭推翻了貪婪殘暴的秦統治集團，使社會得以前進。這次起義，是中國古代農民第一次大規模發動的起義，對後代農民起義起著激勵鬥志的作用。
（田餘慶）