劉季率部從砀縣西出，在橫陽，他收容了魏國一名五大夫的騎兵殘部，爲首者叫傅寬。他讓傅寬爲舍人，留在自己身邊。很快，他們就尋找到戰機：成武有一支東郡尉率領的軍隊，可能兵力不多，戰鬥力不強。劉季從橫陽向北急行軍一百餘裏，突然襲擊了屯駐在成武以南的東郡尉率領的軍隊。劉季的突然出現，極大地震撼了秦軍，形成小範圍的混亂。劉季趁着秦軍的混亂，繼續西出成陽，在杠裏又遇到一支築壁堅守的秦軍。這支秦軍應該是維護濟水航運的部隊，他們沿河修築了夾壁，形成一個甬道。劉季擊敗了這支秦軍，搗毀了夾壁。
從杠裏返回時，劉季第一次在昌邑遇到了在巨野澤當盜賊的彭越。彭越所部雖說是盜賊，但紀律嚴明，而且也有千餘人，相當于一支頗具規模的部隊了。應彭越的要求，劉季攻打了一下昌邑，但沒能攻下。劉季鑒于周圍環境惡劣，不能在一地久留，就主動放棄了昌邑，退回栗城。劉季西出第一階段，對東郡的騷擾性進攻，就此告一段落。
劉季在東郡的這一場遊擊作戰，說不清楚他的目的何在。從他打擊王離軍來看，似乎有與宋義軍配合，遲滞王離軍的意思，可能是爲宋義軍擊破章邯創造條件。但王離軍不是一支小部隊，而是聚集了數個郡的龐大力量，從以前的經驗上看，應該有至少十萬人的規模，這絕不是劉季一支不足萬人的軍隊所能阻擊的。又或者他隻是爲了西征準備後方，甚至隻是進行一些試探性的作戰。
在劉季在東郡作戰時，河北戰局發生了重大轉折。随着王離所率領的生力軍到達，圍攻钜鹿的戰鬥就由王離來承擔，章邯則屯兵于钜鹿以南，漳水岸邊的棘原，負責給王離運送糧草，承擔後勤工作。兩員大将分工合作，钜鹿的壓力驟增。
這時，各中諸侯的援軍陸續到達。其中趙國陳餘從常山郡招募到數萬人，張耳的兒子張敖從代郡也招募到萬餘人，此外還有燕國大将臧荼、齊國的叛将田都，戰鬥力最強的當然是宋義率領的楚軍。不過這些軍隊到達後，都懾于王離的兵力，不敢主動與秦軍作戰。當然，他們的到來也不是完全沒有意義，王離也不敢放手進攻钜鹿，雙方就這麽僵持着，看誰先眨眼。
钜鹿城糧盡兵少，形勢危急。張耳見陳餘數萬援軍到達，派人請陳餘立即進軍，打破秦軍的包圍。但陳餘對打破秦軍毫無自信，堅不發兵。張耳派了張黡、陳澤前往陳餘的營中，對他道：“始吾與公爲刎頸交，今王與耳旦暮且死，而公擁兵數萬，不肯相救，安在其相爲死！苟必信，胡不赴秦軍俱死，且有十一二相全。”要陳餘以必死的決心與秦軍作戰，以求一逞，萬一成功了呢！
但陳餘道：“吾度前終不能救趙，徒盡亡軍。且餘所以不俱死，欲爲趙王、張君報秦。今必俱死，如以肉委餓虎，何益？”
張黡、陳澤道：“事已急，要以俱死立信，安知後慮！”
陳餘道：“吾死顧以爲無益。”
陳餘要等到有把握了才作戰，但張耳卻無法等那麽久，催促陳餘不等條件成熟，立即出兵，哪怕失敗了，也在所不惜。應該說，單純從軍事的角度說，陳餘的主張更有道理一些。
作爲妥協，陳餘派了五千人由張黡、陳澤率領，前去沖陣，就算打不開秦軍陣地，如果能沖進去一部分，也能增強城防力量。但王離豈是易與之輩，立即率軍堵截。張黡、陳澤率領的五千趙軍前赴後繼，全部陣亡。而陳餘甯願眼睜睜地看着這五千人全部陣亡，也堅決不出營作戰。
如果說陳餘還是在等待時機，希望先勝而後戰，那麽宋義幹脆就是存心讓趙與秦魚蚌相争，自己坐取漁翁之利。在引軍到了安陽後，也堅守不出。
屯兵安陽四十六天，時間已經進入到十一月底。這時北方天寒地凍，楚軍的糧草也開始難以爲繼。項籍找到宋義道：“吾聞秦軍圍趙王巨鹿。疾引兵渡河，楚擊其外，趙應其内，破秦軍必矣。”
宋義道：“不然。今秦攻趙，戰勝則兵罷，我承其敝；不勝，則我引兵鼓行而西，必舉秦矣。故不如先鬥秦趙。夫被堅執銳，義不如公；坐而運策，公不如義。”他下令軍中：“猛如虎，狠如羊，貪如狼，強不可使者，皆斬之！”
這一天，天寒大雨，士卒饑寒交迫。而宋義則送他的兒子宋襄到齊國去做官，一直送到無鹽，在那裏與齊國的人士相聚，并舉辦了盛大的酒宴。
兩軍相接，主将卻離開軍營，到數百裏外爲自己的兒子送行。這無疑是軍中大忌。項籍于是與衆将商議道：“将戮力而攻秦，久留不行。今歲饑民貧，士卒食芋菽，軍無見糧，乃飲酒高會，不引兵渡河，與趙并力攻秦，乃曰承其敝。夫以秦之強，攻新造之趙，其勢必舉趙。趙舉而秦強，何敝之承！今國兵新破，王坐不安席，掃境内而專屬于将軍，國家安危，在此一舉。今不恤士卒而徇其私，非社稷之臣！”
在取得了衆将的默許後，宋義一回來，項籍趁晨會之機，從大帳中斬了宋義。他号令全軍道：“宋義與齊謀反楚，楚王陰令羽誅之。”項籍是次将，範增是末将，三員大将兩員如此說，其他人當然也無話可說。更重要的是，宋義的舉動已經徹底失去軍心，得不到将士的支持。于是，衆将都道：“首立楚者，将軍家也。今将軍誅亂。”于是共推項籍假上将軍，派人追到齊國，殺掉了宋義的兒子；同時，派桓楚向楚懷王報告。楚懷王确認了這事，正式任命項籍爲上将軍。
項籍控制了全軍後，即派英布和蒲将軍率軍二萬渡過漳水，與秦軍作戰，并與來援的諸侯取得聯系。陳餘請求增兵，共擊秦軍，項籍遂率領全軍渡過漳水。過河後，将渡船鑿沉，将炊具打破，隻帶三天的糧食，直接殺入王離與章邯的結合部。
章邯爲了方便運糧，在漳水和钜鹿之間修建起長約二百裏的甬道。相比起生力軍王離，已經久戰疲憊的章邯是一個更好的作戰對象；而且相比于攻打有堅固營壘的王離軍營，防禦漫長甬道的章邯更加好打。項籍集中力量猛攻甬道的守軍，終于摧毀了甬道，隔斷了王離與章邯之間的聯系。據說作戰時，諸侯将士都在營壘上觀戰，見楚軍戰士無不一以當十，呼聲動天。他們不顧傷亡，向秦軍發起一輪又一輪進攻，才終于攻克了甬道。
隔斷了王離、章邯兩部後，諸侯軍立即向孤立的王離軍展開攻勢。沒有了章邯的支持，王離糧草斷絕，兵力大約也不占優勢。秦軍大敗，大将蘇角被殺，王離被俘，涉間自殺而亡。戰後，項籍召見各諸侯将領，那些人入轅門時，一個個都在地上跪着走，都甘願将自己的部隊聽從項籍的指揮。
在項籍于河北擊滅秦軍王離所部的同時，在栗城，劉季又遇到了數支被打散的部隊。項氏軍的剛武侯，這支軍隊在被章邯擊敗，項梁被殺後，可能打算獨立單幹，但迫于形勢，不得不退回來。這支部隊經過月餘的發育，現在已經了有四千人，劉季将這支軍隊編入自己的軍隊中。有學者認爲剛武侯就是後來漢朝的大将軍柴武。還有魏國的将軍皇欣、申徒武蒲所率領的軍隊。在魏咎被殺後，弟弟魏豹逃到楚國。這時項梁也已經陣亡，楚懷王給了魏豹幾千人，讓td他重新開始攻略魏國。皇欣、武蒲的軍隊可能就是楚懷王派給魏豹的軍隊。不過，後來魏豹率領這支軍隊加入了項籍，沒有與劉季共同作戰。
得到加強的劉季，與皇欣、武蒲聯軍，再次攻打昌邑，但還是沒能打下來。劉季下決心不要後方，孤軍深入敵後作戰。部隊西進到高陽時，有一個老監門郦食其來見他，向他報告說，秦人的積糧之地陳留兵力薄弱。這一軍情通報來的十分及時。劉季立即揮軍攻下了陳留，得到了秦軍的大批辎重糧草。
郦食其與劉季相見的場景極富戲劇性。首先，郦食其對周圍的人道：“諸将過此者多，吾視沛公大人長者。”表示相信劉季的人品。
他去求見劉季，劉季也不迎接，直接召他進帳，自己坐在一個小凳子上，讓兩個女人給他洗腳。态度十分傲慢。郦食其見劉季無禮，他也十分無禮，隻作了個揖，道：“足下必欲誅無道秦，不宜踞見長者。”
郦食其的這話也十分無禮。但無禮遇見無禮，劉季不僅沒有生氣，反而馬上站起來，腳也不洗了，裹了裹衣服，就向郦食其賠禮。兩人就這麽對上眼了。