上将军，鲁公项羽为次将，亚父范增为末将，率军数万北上以解巨鹿之困；另一路以刘邦为主帅，进攻关中。楚怀王许诺说谁先攻下关中，就封谁为关中王。

当时楚国援赵大军进至安阳（山东曹县东南）后，宋义称最好等秦赵两败俱伤后楚军再收渔人之利，故逗留46天不前进，以致士兵劳累疲倦，饥渴不堪。秦二世三年（公元前208年）十一月（秦二世三年为前208年十月至前207年九月），项羽痛斥宋义并杀死了他。楚怀王遂封项羽为上将军，并令英布和蒲将军两支楚军也归其指挥。

秦二世三年（公元前208年十月至公元前207年九月）十二月，项羽率楚军到达巨鹿县南的黄河（一说为漳水），立刻派遣英布和蒲将军率2万义军渡过河，援救巨鹿。二将渡河后初战小胜，赵将陈余又催促进兵。接着，项羽率领全军渡过黄河（一说为漳水），命令全军破釜沉舟，烧掉房屋帐篷，只带三日粮，以示不胜则死的决心，以迅雷不及掩耳之势直奔巨鹿，击败章邯部保护甬道的秦军，断绝王离部的粮道，包围了王离军队。

此时为上将军的项羽之决心和勇气，对其麾下的将士起了很大的鼓舞作用。楚军把秦朝王离的军队包围起来，个个士气振奋，以一当十，越战越勇。经过九次激烈战斗终于打退秦将章邯，活捉了王离，杀死了秦将苏角，秦将涉间举火自焚，其他的秦军将士有被杀的，也有逃走的，围困巨鹿的秦军就这样瓦解了。

此时，楚军的雄威压倒了诸侯军；援救钜鹿的诸侯国的军队有营垒十多座，却都不敢发兵出击。待到楚军攻打秦军的时候，诸侯军的将领都在营垒上观战。见楚军士兵无不以一当十，喊杀声惊天动地，诸侯军人人都惊恐不已。这样打败了秦军后，项羽便召见诸侯军将领。这些将领们进入辕门时，没有一个不是跪着前行的，谁也不敢仰视。项羽从此始成为诸侯军的上将军，各路诸侯都归他统帅了。

秦将章邯的军队驻扎在棘原，项羽的军队驻扎在漳河南，两军对阵，相持未战。由于秦军屡屡退却，秦二世派人来责问章邯。章邯害怕了，派长史司马欣回朝廷去请示公事。司马欣到了咸阳，被滞留在宫外的司马门待了三天，赵高竟不接见，心有不信任之意。长史司马欣非常害怕，赶快奔回棘原军中，都没敢顺原路走，赵高果然派人追赶，没有追上。司马欣回到军中，向秦将章邯报告说：“赵高在朝廷中独揽大权，下面的人不可能有什么作为。如今仗能打胜，赵高必定嫉妒我们的战功；打不胜，我们更免不了一死。希望您认真考