公元前 207年 10月，劉邦率十萬大軍順利進至霸上。此時，秦都城咸陽已經成為劉邦的囊中之物。劉邦知道此時爭取和平解決很重要，便派使者敦促秦王子嬰投降。秦王子嬰見大軍已經兵臨城下，秦王朝大勢已去，便乘素車白馬率朝中百官出降。

秦王子嬰向劉邦投降，宣告了曾經不可一世的秦王朝的滅亡。當時，劉邦屬下大多出于對秦朝的憤恨，紛紛要求殺死子嬰。劉邦心知如果同意殺掉子嬰，秦朝各貴族一定難逃屠戮，必會奮起抵抗。于是，堅決表示： “當初懷王派我西征，就是因為我能夠寬容待人。而且，人家已經順服投降，如果再加以殺戮，實在是有悖于民意。 ”便將秦王看押起來，好生照顧。

劉邦如何能夠迅速地取得攻占關中的巨大勝利，原因是多方面的。

第一，劉邦的準備工作做得非常充分。劉邦在短短四個月的時間里，憑借蕭何、韓信等一班得力的文臣武將，全力進行出關作戰(zhàn)的準備工作。一面收取巴蜀之軍，使之與漢軍聯成一氣，穩(wěn)定秩序，發(fā)展生產，建立鞏固的戰(zhàn)略后方；一面加緊訓練士卒和認真選拔將帥，從而使劉邦軍隊的軍事實力得到增強。尤其選拔韓信于萬軍之中并授以指揮的全權，使劉邦軍的決策水平和戰(zhàn)役指揮藝術有了進一步提高。

第二，劉邦采納張良之計，在退駐漢中以后毅然忍痛燒毀了棧道，這一行動分散了項羽的注意力，使他相信劉邦在短期內是不會進攻關中地區(qū)的。從而將監(jiān)視堵截劉邦沖出巴蜀的軍事重任全盤委托給關中的三個秦朝降將。項羽自己并沒有在關中地區(qū)留下足夠的軍事力量來對付劉邦，這就使劉邦在進軍關中時沒有遇到太大的阻力。

第三，張良的活動為劉邦的準備和向關中進軍，起了有效的掩護作用，而項羽在處理劉邦的問題上連連失誤。

劉邦在接受秦王子嬰投降之后，便率領這支由楚國而來的十萬大軍向西進發(fā)，兵不血刃就開入了秦都咸陽城。與此形成對照的是，章邯所率秦軍向項羽投降后，項羽認為河北大局已定，下一步最重要的是進軍關中，與劉邦爭奪關中王，以便掌握天下。此時，趙將司馬卬已將河內之郡縣全部占領，申陽率兵進占了洛陽。司馬卬與申陽都與項羽站在一邊，因此項羽所率大軍得以順利經過兩河地區(qū)，向關中前進。

但是，當項羽進至新安地區(qū)后，由于楚軍將士對秦降兵任意欺凌，引起秦降兵的不滿和怨恨。項羽得知這些情況后，不是研究正確對待投降秦軍的政策，而是殘暴地將除章邯、司馬欣、董翳之外的二十萬秦軍全部坑殺。這是繼戰(zhàn)國期間白起坑殺四十萬趙軍降卒之后，又一次大規(guī)?？託⒔底涞氖录ｍ椨鹂託⒔底涞谋┬?，立刻引起了秦人的憤恨。從此， “天下多怨，百姓不附 ”，項羽終于將天下民心喪失殆盡。

劉邦占領咸陽后，采納謀士占據關中以稱王的建議，迅速派兵防守函谷關，以阻止項羽大軍進入關中地區(qū)。當項羽軍至函谷關前，得知劉邦已派兵據守函谷關，盛怒之下，命英布等人攻關。