其实韩信早已派人探明了另一条道，即陈仓道。此道山路陡峭，路面狭窄，有的地方只能单人过往，极不适合军队行动，平时多为当地百姓行走。陈仓道的最北端设有一处关隘，即大散关，它是依山而建，清姜河从关旁流过。关的一侧高山耸立，一侧河水湍急，实为设关的理想之地。
这一切，韩信早已调查清楚了。此次汉军东进的路线就是要走陈仓道，然后一举夺取大散关，打开通往关中的通道。
大散关的守将章平是章邯手下的将领，他也是原秦军的降将。雍王章邯拨给他几千人守在这里，整日无所事事。的确，陈仓道上一天过往的人数都能数过来，汉军如有行动，早就被他发现了，何况他已打听到汉军派万余人在修复栈道，这绝不是三五个月就能完成的工程。这几天陈仓道上的行人越发稀少，但是这种不正常的现象并没有引起章平的注意。汉军派人修复栈道的消息传到章邯那里后，章邯多次提醒章平要加强大散关的警戒，以防汉军派小股队伍偷袭。然而章平不以为然，他此前派出侦察小队往前方侦察汉军的动向，没有发觉任何异常。在章平心目中，假如汉军近十万兵马要从陈仓道来，不知要搞出多么大的动静，况且陈仓道也根本不适合大部队行动。
汉军的行动是迅速的、密秘的，大将军韩信唯恐惊扰了大散关的守军，早早派人沿途警戒，不许当地百姓往大散关方向去。为了迷惑那里的守军，韩信令部下士兵装扮成百姓模样沿陈仓道向大散关方向行走。一则可以掌握沿途的情况，二则可以传递大散关守军的动向，更重要的是这些士兵进入关后可以集结起来，作为汉军攻取大散关的内应。
一天拂晓，值班的小卒慌忙跑过来向章平报告说：“关外有大量军队开过来了。”章平大吃一惊，连忙登上关楼，只见关外的小道上果然有队伍向大散关方向来。这下章平才感到大事不好了，他一面派人骑快马去到废丘城向章邯汇报，一面调兵遣将准备迎战。
少顷，汉军将领樊哙已拍马到了关前，朝前关楼叫喊：“逆贼章平，快快开关受降，汉军大将樊哙来了!”
章平听了，心里纳闷，这个樊哙不是率兵在修栈道吗？怎么在这儿出现了。既然来了，也得开关与之一战，想必汉军也只是派了一小股队伍过来，尽快把他们消灭也就安宁了。这样想着，章平下关拍马迎战樊哙。两人见面，二话不说，立即厮杀起来。这时章平发觉，小道上的汉军越来越多，到处红旗招展，山谷里杀声震天。十几个回合下来，章平不敢恋战了，匆匆的回去紧闭关门。
登楼远眺，章平发现，汉军正像潮水一样朝着大散关的方向涌来，前边的汉军一刻不停地用火炮、火箭攻城，呐喊声震耳欲聋。章平胆怯了，他知道这绝不是汉军的小股部队，而是汉军的主力。远处，仅写有将领姓氏的战旗就有十几面。面对如此强大的攻势，他区区几千人的守军怎能抵挡得住。但无论如何还是要凭借着大散关的地理天险拼死守关，只等雍王章邯派援军到来。
战斗进行的十分惨烈，从早上一直打到傍晚，大散关的关门还是被汉军攻破了。那批前几天装扮成百姓的汉军士兵此刻也发挥了作用，在关内拼死冲杀，为关外汉军顺利攻关作了内应。这个时候，章平派往废丘（今陕西省兴平）的信使可能刚刚赶到。
章平被俘，一脸的无奈。
汉军大将军韩信拍马入关，他安抚了降将降卒，并未屠城。看着威风凛凛的大将军韩信，看着整齐雄壮的汉军队伍，章平心中不由地升腾出一股钦佩之意。
韩信派兵留守大散关，率大部队继续东进，一鼓作气拿下了陈仓（今陕西省宝鸡）。
占领陈仓后，韩信即刻部署队伍就地驻扎，一面亲自迎接刘邦的到来。
听到大军顺利攻下大散关，占领陈仓城的消息后，刘邦异常兴奋，他恨不得立即赶到陈仓见到大将军韩信，当着全军将士的面奖赏他。几个月来，汉军发生如此巨大的变化，迸发出如此强大的战斗力。在如此之短的时间里发起东进行动，这一切全得益于大将军韩信的英明，充分展示出他卓越的军事才能。想到这，一股豪情在刘邦胸中腾起，他预感到，他的命运发生深刻变化的时机到了。
章邯连续接到大散关失守，陈仓城失守的消息后，再也坐不住了。他亲自率兵前往陈仓，准备趁着汉军立足未稳夺回陈仓。另一方面，他派人通告塞王司马欣、翟王董翳作好增援的准备，随时派出援兵，一同阻击东进的汉军。
一时间，三秦大地上，战火又起。
韩信知道章邯不会看着陈仓失陷不管，定会率军来攻，他早已布好战阵，等候章邯的到来。韩信明白这一仗至关重要，必须打败章邯，灭了三秦守军的气势。他派出了樊哙、曹参和周勃三位主将率队迎战。章邯虽久经沙场，但也未曾想到汉军竟如此威猛，陈仓附近的一场激战，章邯败下阵来，退到了壤乡（今陕西省武功）。韩信自然不肯善罢甘休，令樊哙继续攻击壤乡。章邯也不急于应战，关闭城门，等待塞王、翟王的援兵。
韩信则趁此机会，调拨其他将领攻击三秦西部各地区，扩大领地、稳定后方。他先后派大将靳歙率军进攻陇西，派大将周碟、郦商进攻关中北部。整个三秦西部，都处于战事频发的状态。
坐阵陈仓的汉王刘邦，听到不断传来的获胜捷报，心情自然十分愉悦。但他也清醒地认识到，三秦中三王的势力不弱，要想顺利拿下也非易事。他一面向全军不断发出庆功信，一面向全军将领宣布，凡在战斗中表现优异者将有重赏。金银乃身外之物，此时不用更待何时。
汉王的激励和鞭策自然十分有效，汉军队伍中不断有无名将领崭露头角。整个战事虽然异常艰难，总体上倒也还算顺利。
当汉军在壤乡又一次打败三秦联军的消息传来时，全军为之振奋。
几个月后，除了章邯率领的一些残部在废丘（今陕西省兴平）城里固守以外，三秦各郡都已纳入到汉军的手中。
汉军大将付宽、丁复打败翟王董翳，董翳率部投降。
汉军大将灌婴大败塞王司马欣，司马欣也率部投降。
咸阳城重新又回到汉军手中，当地百姓自发地聚集起来欢迎汉军的到来。他们渴望汉王，恨透了残忍粗暴的楚王项羽，恨透了出卖秦国将士又投降楚王的将领章邯，汉王的仁政是咸阳百姓渴望得到的。
至此，三秦基本上平定了，刘邦看着疲惫的将士，下令全军休整。当然对废丘的围攻也不能放松，韩信继续指挥着对废丘的攻坚战。
被围在废丘的雍王章邯仗着城内粮草充裕，城池坚固，率部顽强守城，不与汉军正面交战。此刻的章邯就像一根鱼刺，卡在刘邦的喉咙里，吐不出又咽不下。但是不打下废丘，就无法真正地实现收复三秦的目标。
章邯这位昔日威风八面的秦国大将，在巨鹿一战被项羽击败，投降后也盼望有朝一日重振雄风，征战天下。无奈二十万秦兵被项羽坑杀的事件使得章邯在秦人面前威风扫地，人们不再用钦佩的眼光看他，这使章邯心寒不已。自从被项羽封为雍王后，他信心满腹，决心在秦地大干一场，重塑形象，谁知汉军的到来，使他的计划成了泡影。这一次再也不能做出任何有损自己形象的事了，尽管翟王、塞王都已投降汉军，但章邯不能这样做。他宁可战死，也不投降，誓与废丘城共存亡。
项羽这次亲自率兵北征，几乎组织了全部的精兵，他要一下子打垮田荣。
为了集中兵力，打一场歼灭战，项羽还派人通知九江王英布，让他率其主力部队北上加入自己的北征行动。
九江王英布的治所设在六邑（今安徽省六安），在乱世中，英布也算得上一名英雄。他随项羽参加了着名的“巨鹿之战”，参加了西进关中推翻暴秦的军事行动。由于战功显赫，项羽在咸阳分封时将英布封为九江王，距项羽的彭城较近。项羽赏识英布的威猛，放他在自己的身边，其目的就在于需要时能立即调动。但是，英布对项羽在咸阳的分封并不满意，因为他把富裕的地方都分给了在作战中没有多大功劳的项姓将领。接到项羽让他率主力部队北上伐齐的消息后，英布并没有行动。他向来使谎称自己身体不适，无法亲自率兵出征，只派一位末将带着四千人马前往楚地参加项羽的北征行动。
项羽听到这个消息，很不高兴。但北征行动在即，项羽此刻也顾不上这些了，但心里还是埋下了对英布的一股怨气。
西边不断有坏消息传来，诸如汉军大败翟王董翳、汉军战胜了塞王司马欣和汉军围住雍王章邯等等，搞得项羽心中烦躁。他决定继续北征，先平定了齐国再说。