鉅鹿戰敗以後，章邯把部隊集中到鉅鹿南面的棘原。項羽乘勝追到漳水南岸，兩軍暫時形成對峙的局面。由於秦軍屢次敗退，秦二世派人責備章邯，丞相趙高怕受連累，想拿章邯來作替罪羊。章邯聽到這個消息非常害怕。陳余在這個時候寫信給章邯，勸他倒戈反秦。陳余向章邯指出：白起、蒙恬都是秦朝有名的上將，都立了大功，但是最後仍不免被殺害。秦朝是有功也殺，無功也殺，人人都知道秦朝必然要滅亡，將軍為什麼不同諸侯聯合起來，共同攻秦，分地為王！章邯有些疑慮。他暗中派人向項羽去求和，項羽沒有馬上答應。項羽派蒲將軍率兵晝夜兼程，從三戶津向南渡過漳水，再次打敗秦軍，切斷了章邯的退路。項羽又率主力部隊猛攻，在汗水(漳水支流，在今河北省臨漳縣附近)把秦軍打得大敗。章邯接二連三地遭到失敗，既無援軍，又怕被秦二世和趙高殺害，再次向項羽求降。這一次項羽答應了。秦二世三年(公元前207年)七月，章邯率領秦軍20多萬人，在洹〔huan環〕水南岸的殷墟(今河南省安陽市西)向項羽投降。項羽封章邯為雍王，置楚軍中。至此，項羽領導的起義軍獲得了全殲秦軍主力部隊的重大勝利，從而給整個滅秦戰爭奠定了勝利的基礎，為劉邦打進關中、攻取秦朝都城咸陽，創造了有利的條件。
鉅鹿之戰的重大勝利，固然由於起義軍所進行的推翻秦王朝殘暴統治的戰爭，是正義的戰爭，所以士兵們能夠以一當十，勇猛作戰。同時，也是由於項羽有卓越的軍事指揮才能。特別是「破釜沉舟」的做法，適合當時的地理條件和人們的心理狀況，能夠使楚軍將士橫下一條心：只有奮力拚殺，奪取勝利，才有活路，從而取得了九戰九捷的輝煌戰果。