陳勝、吳廣起義失敗後，在許多起義軍中，以項羽和劉邦領導的兩支起義軍，成就最大。
劉邦，沛地人，農民家庭出身。他的哥哥是種地的能手，他的妻子也曾參加田間勞作。他在秦朝當過亭長。有一次，他負責押解一批人到驪山去服徭役,半路上跑掉了很多，他知道自己反正交不了差，便索性把其餘的人都放掉。其中有十幾個壯士，願意跟隨他，和他一起。他們怕人追趕，不敢走大路，打算趁天黑抄小道逃走。不料走到一處水邊，忽然遇到一條大蛇攔在路上，走在前麵的人都嚇得退了回來，不敢過去。這時劉邦正喝了酒，醉沉沉的，一點也不害怕。他拔出劍說：“大丈夫，怕什麽!”說時揮劍將蛇斬成兩段。眾人都佩服他勇敢，他自己也為此感到驕傲。
陳勝、吳廣起義的消息傳到沛縣，劉邦認為時機已到，立即聚眾響應。他在蕭何、曹參、樊噲等人的支持下，占領了沛縣，被推立為沛公，手下很快就有了三千人。項羽的叔叔項梁起兵後，劉邦率眾投奔項梁，勢力逐漸強大。陳勝死後，項梁接受謀士範增的建議，擁立舊楚懷王的孫子名叫心的做楚王。不久，項梁和秦軍作戰，戰敗犧牲。
公元前207年，秦將章邯圍攻在反秦鬥爭中建立起來的趙國，趙國危在旦夕。楚懷王派宋義、項羽等領兵救趙，派劉邦西向攻秦，並且和諸將相約：誰先滅秦，誰就做關中王。關中係指函穀關以西，散關以東，二關之中一帶地區而言。
當項羽軍在今河北平鄉一帶牽製住秦軍主力並和秦軍主力展開決戰時，劉邦卻趁此機會，在幾乎沒有遇到多大抵抗的情況下，很快地便打到了鹹陽附近的霸上。
而這時，大秦朝堂內部已經極度混亂。權臣趙高逼死秦二世，另立子嬰為秦王，子嬰又把趙高殺死；劉邦的軍隊打來，秦王子嬰無力抗拒，隻好捧著秦始皇傳下的玉璽、兵符到劉邦軍前投降。到此為止，秦的統治便算正式被推翻了。