秦二世元年（公元前209年）九月，沛县人刘邦在沛县（今江苏省北部）起兵，下相人项梁在吴县起兵，狄邑人田儋在原齐国的地方起兵。
刘邦，字季，高鼻梁，眉骨凸起如龙额，左大腿上有72颗黑痣。对人友爱宽厚，喜欢施舍财物给人，心胸开阔，素来有远大的志向，不安于从事平民百姓的日常耕作。起初，刘邦担任泗水亭长，单父人吕公喜欢给人相面，看见刘邦的形体容貌，认为很不寻常，便将女儿嫁给了他。
不久，刘邦以亭长身份奉县里委派遣送被罚服营建劳作的夫役到骊山去，途中许多夫役逃亡。刘邦据此推测等押送到骊山时人将会都跑光了，于是便在行至丰乡西面的泽中亭后，停下来休息饮酒，到了晚上释放了所有的夫役们，并对他们说：“你们都走吧，我也从此逃命去了！”夫役中年轻力壮的汉子愿意跟随他的有十余人。
刘邦喝醉了，夜间从小道走进沼泽地，遇到一条大蛇挡在路中间，他随即拔剑斩杀了大蛇。一位老妇人哭着说：“我的儿子是白帝之子，他化为蛇，挡在小道上，而今却被赤帝的儿子杀了！”说罢就忽然不见了踪影。刘邦随后逃亡，隐藏在芒、砀的山泽中，这山泽间常常出现怪异现象。沛县的年轻人闻讯后，大都想要去归附他。
及至陈胜起兵，沛县县令打算举城响应，主吏萧何、狱掾曹参说：“您身为秦朝官吏，现在想要背叛朝廷，以此率领沛县的青年，恐怕他们不会听从您的号令。希望您把那些逃亡在外的人召集起来，可得数百人，借此威胁大众，众人便不敢不服从了。”于是县令便命樊哙去召刘邦来见，这时刘邦的部众已有百十来人了。
县令事后很懊悔，担心召刘邦等人来会发生什么变故，就下令关闭城门，防守城池，并要诛杀萧何、曹参。萧、曹二人大为惊恐，翻过城去投奔刘邦以求自保。刘邦便在绸绢上草就一书，用箭射进城去，送给沛县的父老，陈说利害关系。父老们便率领年轻一辈一起杀掉了县令，敞开城门迎接刘邦，拥立他为沛公。萧何、曹参为刘邦召集沛县青年，得3000人，以此响应诸侯抗秦。
项梁是原楚国大将项燕之子，因曾经杀过人，与他哥哥的儿子项羽逃到吴中躲避仇家。吴中有名的士大夫，在才能方面没有能赶上他的。
项羽少年时学习识字和写字，没有学成便放弃了；去习练剑法击刺之术，又未学成。项梁为此十分生气，项羽说：“识字写字，记名姓就行了！学剑也不过是只能抵挡一人，不值得去学。要学就学那可以抵抗万人的本事！”项梁因此便教授项羽兵法，项羽喜不自胜，但是在略知兵法大意之后，又不肯学下去。项羽身材高大，力能扛鼎，才干、器度都超过一般人。会稽郡郡守殷通听到陈胜起兵抗秦的消息后，想要发兵响应陈胜，便令项梁和桓楚为将领。
这时，桓楚正亡命江湖之中。项梁说：“桓楚在逃亡中，没有人晓得他在什么地方，只有项羽知道他的行踪。”项梁就嘱咐项羽持剑候在外面，自己又进去与郡守同坐，说：“请您召见项羽，让他接受命令去召回桓楚。”殷通说：“好吧。”项梁召项羽入内受命。不一会儿，项梁给项羽使了一个眼色说：“可以动手了！”项羽随即拔剑斩下了殷通的头。
项梁手提着郡守的头颅，佩带着郡守的官印。郡守的侍从护卫们见状惊慌失措，乱成一团。被项羽所击杀的有百十来人，府内之人都吓得趴在地上，没有人敢起来反抗。项梁随后便召集他从前熟悉的有势力的强干官吏，讲明他这样做是为了要举行起义。接着征调吴中的军队，命人征集郡下所属各县的壮丁，得到精兵8000人。项梁自己做了会稽郡郡守，以项羽为副将，镇抚郡属各县。项羽此时24岁。