從中原到秦朝關中，可以從北部關口函谷關進入，也能從南部關口武關進入。劉邦軍最初打算重走兩年前周文軍的進軍路線，由陳留、開封、滎陽、洛陽、澠池方向，攻取函谷關進入關中。在昌邑與彭越分手后，劉邦率軍向西開拔，在經過陳留高陽時，將酈食其和他的弟弟酈商收入麾下。
酈食其是陳留縣高陽鄉(xiāng)（在今河南杞縣）人，家境貧寒，好讀書，機警有辯才，蟄居鄉(xiāng)間，郁郁不得志。五十好幾的人，無正當職業(yè)，周圍人看他可憐，讓他做里門的門監(jiān)，就是門衛(wèi)。雖然處境不堪，可酈食其卻狷介狂放，看不起縣里鄉(xiāng)中的大戶人家、強人豪杰。他伶牙俐齒，尖酸刻薄，能把死人說活、活人說死，三寸不爛之舌，令人印象深刻。
劉邦軍抵達陳留縣境內，部下一名騎士正好是酈食其同鄉(xiāng)同里的少年，受命回鄉(xiāng)打前站。食其見到騎士，說：“吾聞沛公慢而易人，多大略，此真吾所愿從游，莫為我先”。沛公雖待人輕慢無禮，但有雄才大略，我愿意追隨他，只是無人引薦。騎士有些為難，告訴食其，沛公不喜歡儒生，曾經有客人戴儒者的高帽來見沛公，沛公當即取下客人的帽子，在里面撒了泡尿，和人談話，動輒破口大罵。先生千萬不要以儒生的形象禮節(jié)見沛公。騎士回去后，將酈食其的事情告訴了劉邦。
劉邦下榻高陽鄉(xiāng)的接待傳所，記起部下騎士的話，有意見見這位毛遂自薦的高陽狂生，派人召酈食其到傳所來。酈食其來到傳所，入室謁見，劉邦坐在木凳上，正由兩位年輕女子伺候著洗腳。古時候，下客見上主，下客當屈膝下跪行大禮，上主對下客，欠身拱手作揖則可。酈食其見了劉邦，拱手不拜，他高聲質問劉邦：“足下助秦攻諸侯乎，且率領諸侯破秦乎？”劉邦火冒三丈，破口罵道：“臭儒生！天下不堪秦朝苛政，諸侯各國聯(lián)合攻秦，哪來的助秦攻諸侯”。食其答道：“足下想聚集天下豪杰，興義兵誅暴秦，豈能傲慢對待長者呢”。聽了酈食其這句話，劉邦馬上停止洗腳，起身穿上衣服，請酈食其入客廳坐上席，自己在下席相陪，施禮道歉。劉邦弄來酒菜，兩人把酒言歡。劉邦向食其請教部隊如何奪取關中，食其說到，“足下起糾合之眾，收散亂之兵，不滿萬人，欲以徑入強秦，此所謂探虎口者也”。劉邦實力不夠，不宜直接攻取強秦。他建議劉邦，“陳留地處交通要道，四通八達，城中糧食儲備豐富，且陳留縣令是臣下的朋友，請派臣下勸降縣令，縣令肯降，大好事；縣令不肯降，足下舉兵進攻，臣為內應，陳留可下。”劉邦接受酈食其的建議，派遣酈食其進入陳留，自己統(tǒng)領軍隊緊隨其后，里應外合，一舉攻克陳留縣城。
酈食其雖蟄伏鄉(xiāng)間，可他對劉邦研究得比較透徹，才能讓劉邦接受他的建議，攻下陳留縣。劉邦雖然初見酈食其時，態(tài)度傲慢，一旦意識到自己做得不對，及時調整態(tài)度，并誠心請教，愉快接受酈食其的建議。劉邦估計也沒有想到，還有意外收獲。酈食其又跟劉邦說起他的弟弟酈商。當時酈商召集四千青年人，劉邦命酈商為將，統(tǒng)領陳留召集的兵，跟從自己作戰(zhàn)。
三月，占領陳留的劉邦軍向西進攻擊開封（今河南開封西南）。由于秦軍頑強抵抗，未攻下。劉邦軍離開開封，北上進入東郡，在白馬津與秦將楊熊交戰(zhàn)，然后一路追擊至曲遇（今河南中牟）大敗楊熊軍。楊熊退守滎陽，被秦政府問罪處死。
四月，因滎陽堅固難以攻克，劉邦軍南下進入潁川郡，與在當?shù)鼗顒拥膹埩己晚n王韓成會師。二世二年正月，劉邦與張良在留縣初次相會并第一次合作，當年六月，兩人一塊參加了薛縣會議，張良在會上說服項梁，立故韓國公子韓成為韓王，自己出任韓國申徒，與韓成一道領兵到韓國舊地潁川一帶活動。和劉邦分手后，張良與韓成在潁川一帶致力于恢復韓國故地，不過，他們的活動并不順利，圍繞城池爭奪，與秦軍的戰(zhàn)事屢有反復，始終沒有打開局面。潁川會師，開啟了兩人的第二次合作。韓成、張良與劉邦軍會師以后，軍威大振，一舉攻下潁川郡治陽翟（今河南禹州），對頑強抵抗的秦軍，實行了屠城報復，還因為張良的幫助，攻下了故韓國的領地。
當月，趙國將領司馬卬統(tǒng)領一支趙國軍隊由上黨郡南下，突入河內郡西部，抵達黃河孟津北岸，大有渡過黃河、進入三川郡由函谷關進入關中的動向。劉邦察覺到了司馬卬的意圖，領軍由潁川北上，攻克平陰，封鎖了黃河渡口，迫使司馬卬放棄了渡河入關的打算。然后，劉邦領軍南下攻擊三川郡郡治洛陽，在洛陽東與秦軍交戰(zhàn)失利。連續(xù)的失利迫使劉邦大軍放棄最初由洛陽直接西去，經新安、澠池一線，奪取函谷關進入關中的想法，及時調整行軍路線，迂回南下，由武關進入關中。
趙將司馬卬的這次軍事行動令章邯深感后方不穩(wěn)，劉邦為什么要阻止司馬卬渡河入關？是害怕司馬卬搶功嗎？劉邦自西進以來，一路征戰(zhàn)并不順利，從函谷關進入關中需要攻克的重鎮(zhèn)開封、滎陽和洛陽全都未攻下，他還有能力和心思阻止他人搶先進入關中？故應無搶功之說，就是一次正常的軍事行動。當然，連續(xù)的失利也讓劉邦認清從函谷關入關中的困難，及時調整戰(zhàn)略。沒想到，戰(zhàn)略調整收到奇效，進軍途中雖有波折，卻屢戰(zhàn)屢勝，一路順利進入咸陽，成為滅秦第一人。
調整路線后，劉邦軍由洛陽經軒轅道（今河南偃師東）退回潁川郡。再次進入潁川以后，劉邦讓韓王成留守陽翟，自己與張良一起領兵往南陽郡方向移動，以奪取南陽西部的武關，由商洛道攻入關中。
秦二世三年六月，劉邦軍南下攻入南陽。在潁川和南陽交界的犨縣（今河南平頂山西南）東，劉邦軍擊敗由秦南陽郡守齮統(tǒng)領的秦軍?？な芈受娞尤肽详柨ぶ瓮鸪牵ń窈幽夏详枺?，據(jù)宛城堅守。劉邦急于西進入關，無意停留攻堅，打算繞過宛城，直接向武關方向突進。張良覺得不妥，勸劉邦說：“沛公雖欲急入關，然而，秦軍兵力尚眾，前后據(jù)險而守。如果不攻占宛城直接西去，遇強敵阻擊時，宛城秦軍再從后面追擊，腹背受敵，非常危險。不如突然返回偷襲宛城。”劉邦接受了張良的建議，領軍連夜改道折回，偃旗息鼓，清晨突然出現(xiàn)在宛城城下，里外三重將宛城團團圍住，準備大舉攻城。
劉邦軍的突然返回令宛城軍民措手不及，非?；艁y，南陽守齮也準備自殺，他的手下舍人陳恢說：“現(xiàn)在自殺早了點”，陳恢建議讓他出城面見劉邦，勸說劉邦接受郡守投降。陳恢翻城而出，見到劉邦說：“臣下聽說將軍身受懷王之約，先入咸陽者王關中。如今，將軍停留在此，圍攻宛城。宛城及南陽諸縣，共有數(shù)十座城池。如果南陽軍民以為投降必死，就會齊心協(xié)力堅守死戰(zhàn)，將軍就需要連日攻城，士兵傷亡必多。將軍若繞道西去，宛城守軍必定緊跟尾隨。將軍前有城池守軍，后有追擊騷擾，必不能順利西進，最終空負懷王之約。為足下計，不如盟誓約降，封賞南陽郡守，讓他繼續(xù)駐守南陽，然后整編宛城秦軍，統(tǒng)領他們一道西向攻取關中。南陽境內其它各縣軍民，聞訊后也會爭開城門迎接將軍，將軍就能順利進入關中。”劉邦接受了陳恢的建議。
七月，南陽郡守開城投降，劉邦入城，接受政權，收編軍隊，封南陽郡守齮為殷侯，命他繼續(xù)擔任南陽郡守，封陳恢食邑千戶，然后統(tǒng)領楚軍舊部和新編的秦軍一道西進。
在此之前，反秦軍和秦軍都采用嚴峻的手段對付對方，多次發(fā)生屠城，未出現(xiàn)秦軍投降的先例。未曾想，同在秦二世三年七月，劉邦接受南陽郡守投降，項羽接受章邯投降。秦軍開始大規(guī)模投降，說明敵我雙方實力正在反轉。不過，這兩次投降最終的效果差別較大。劉邦收編了秦軍，進一步壯大了他的隊伍，南陽境內諸縣也紛紛開城投降，加快了進軍關中的步伐，而項羽坑殺二十萬秦軍，激起了關中老百姓對項羽軍和章邯等人的深深仇恨。
劉邦率軍從宛城出發(fā)，繼續(xù)西進，果然如同陳恢所言，南陽境內諸縣，紛紛開城投降。劉邦軍西進至丹水縣（今河南淅川），秦軍將領高武侯鰓、襄侯王陵投降?；毓ズ枺ń裉坪雍栨?zhèn)），遇到番君吳芮屬下的部將梅，兩人一塊率軍攻打析縣（今內鄉(xiāng)縣）和酈縣（今西峽縣），兩地的秦軍都投降了。劉邦命令部隊所過一律不得擄掠施暴，明令禁止報復和擄掠秦人，秦國人民歡喜，民心開始瓦解。八月，劉邦率領數(shù)萬大軍進下武關并屠城。
