再夺丰邑

这时秦朝章邯的部将司马夷攻略楚地，屠相（今安徽淮北市），至砀（今永城芒山镇）。于是沛公与东阳宁率军向西，迎击司马夷，在萧县西与秦军展开战斗，结果不利，刘邦与东阳宁君退至留。补充军队和粮草后，再次进攻秦军，三日取砀，得到军卒六千人。接着乘胜攻取了下邑（今安徽砀山县）。

这次，刘邦认为自己军队差不多，从下邑出发，再次攻丰，结果仍然没攻下。这时听说项梁在薛，于是留下军队围丰，自己率领百余骑至薛见项梁。项梁为沛公增兵五千、五大夫将十人，三攻丰邑。雍齿不敌，逃奔魏国。

与立怀王

这样，沛公刘邦成为项梁手下一员大将。而不久项羽攻下襄邑也还至薛。当陈胜死亡的消息确实之后，项梁尽召诸将还薛，采纳范增的建议，立战国时楚怀王的孙子熊心为楚王，仍号楚怀王，都盱眙。楚怀王以陈婴为上柱国，项梁号武信君。

刘项合兵

西楚霸王·项羽立楚怀王后，项梁率军北上救齐赵，在亢父、东阿大破秦军。这时齐军因田间、田都、田角之故，引兵还齐。只有楚军追击秦军。于是项梁下令楚军分军，以刘邦、项羽为帅，率楚军一部攻城阳。刘项二人率军攻下城阳（即成阳，今山东菏泽市东），屠之。然后追击秦军至濮阳东，再次大破秦军。秦军这时得到补充，军势复振，守濮阳、环水。刘项二人不与之战，绕过进攻定陶。定陶未下，放弃，西攻雍丘（今杞县）。沛公将曹参大破秦兵，斩杀三川守李由，并俘虏秦侯一人。

之后，刘项二人还攻陈留，未下。这时秦将章邯大破项梁于定陶 （今山东定陶），项梁本人亦战死。刘项二人大惊，两人商量后决定放弃陈留，还军东归。刘项二人分兵，项羽军驻彭城西、吕臣军驻彭城东，而沛公军驻砀郡。

怀王迁都

项梁之死，使诸侯震怖。而秦