任命韩信（淮阴侯）的仪式结束后，刘邦带着韩信回到宫殿。
刘邦问韩信：“丞相多次称道将军，将军用什么计策指教我呢？”
韩信谦让了一番，趁势问刘邦说：“如今向东争夺天下，难道敌人不是项王吗？”
刘邦说：“是。”
韩信说：“大王自己估计在勇敢、强悍、仁厚、兵力方面与项王相比，谁强？”
刘邦沉默了好长时间，谦虚的说：“不如项王。”
注：沉默了好久，说明刘邦、项羽的差距不大。起码在仁厚上，刘邦远胜项羽。
韩信拜了两拜，赞成地说：“我也认为大王比不上他。然而，我曾经跟随过他，请让我说说项王的为人吧。项王震怒咆哮时，吓得千百人不敢稍动，但不能放手任用有才能的将领，这只不过是匹夫之勇罢了。项王待人恭敬慈爱，言语温和，有生病的人，心疼的流泪，将自己的饮食分给他，等到有的人立下战功，该加封进爵时，把刻好的大印放在手里玩磨的失去了棱角，舍不得给人，这就是所说的妇人之仁。项王即使是称霸天下，使诸侯臣服，但他放弃了关中的有利地形，而建都彭城。又违背了义帝的约定，将自己的亲信分封为王，诸侯们愤愤不平。诸侯们看到项王把义帝迁移到江南僻远的地方，也都回去驱逐自己的国君，占据了好的地方自立为王。项王军队所经过的地方，没有不横遭摧残毁灭的，天下的人大都怨恨，百姓不愿归附，只不过迫于威势，勉强服从罢了。虽然名义上是霸主，实际上却失去了天下的民心。所以说他的优势很容易转化为劣势。如今大王果真能够与他反其道而行：任用天下英勇善战的人才，有什么不可以被诛灭的呢？用天下的城邑分封给有功之臣，有什么人不心服口服呢？以正义之师，顺从将士东归的心愿，有什么样的敌人不能击溃呢？况且项羽分封的三个王，原来都是秦朝的将领，率领秦地的子弟打了好几年仗，被杀死和逃跑的多到没法计算，又欺骗他们的部下向诸侯投降。到达新安，项王狡诈地活埋了已投降的秦军二十多万人，唯独章邯、司马欣和董翳得以留存，秦地的父老兄弟把这三个人恨入骨髓。而今项羽凭恃着威势，强行封立这三个人为王，秦地的百姓没有谁爱戴他们。而大王进入武关，秋毫无犯，废除了秦朝的苛酷法令，与秦地百姓约法三章，秦地百姓没有不想要大王在秦地做王的。根据诸侯的成约，大王理当在关中做王，关中的百姓都知道这件事，大王失掉了应得的爵位进入汉中，秦地百姓没有不怨恨的。如今大王发动军队向东挺进，只要一道文书三秦封地就可以平定了。”
刘邦听完韩信的分析之后非常高兴，自认为得到韩信太晚了。
注：此段对话被称为“汉中对”，萧何，韩王信都在之前提出过类似的建议，这是第三次被提出而已。总体来说，“汉中对”并没有什么建设性的作用。因为刘邦想夺取天下，必定先入主关中。
范目，人称范三侯，生活在巴蜀之地，是阆中一带的大姓，巴人的部族长。刘邦多次请教于他。范目很有远见卓识，向刘邦提出了组建巴渝劲旅、还定三秦的战略。刘邦委任范目为军官，范目迅速为刘邦组建起7000人的军队，用来北定三秦。后来范目被刘邦先后封以建章乡侯、慈凫乡侯、渡沔县侯。
范目的出现，奠定了刘邦还定三秦的信心和军力基础。
刘邦为了顺利地夺取陈仓，先遣曹参取下辨，故道，为定三秦做出准备。
公元前206年6月，田荣得知田市去了胶东后勃然大怒，急忙带人追赶齐王田市，在即墨把他杀死了。
公元前206年7月，田荣回来又攻打济北王田安，并且杀死田安。此后田荣就自立为齐王，全部占有了三齐之地。
项籍始终不肯让韩王成回韩国，于是把他贬为侯，又在彭城杀了他。张良无奈之下从小路逃跑，去投奔刘邦。
陈馀知道田荣背叛楚国后，又派夏说去游说田荣道：“项羽做为天下的主宰，却不公平，把好地方都分封给将军们去称王，把原来称王的都迁到坏地方，如今，把赵王迁居代县！希望大王借给我军队，以南皮作为您遮挡防卫的屏障。”
田荣打算在赵国树立党羽用以反对楚国，就派遣了军队听从陈馀的指挥，配合陈馀袭击常山国的计划。陈馀调动了所属三个县的全部军队和齐国的支援部队，一同攻打常山王张耳。
公元前206年8月，刘邦采用韩信（韩王信）的计策，从故道返回关中，袭击雍王章邯。萧何以丞相的身分留守治理巴蜀，安抚民众，发布政令，供给军队粮草。刘邦率领数万汉军从汉中驻所南郑出发，经过故道翻越秦岭，从故道出袭雍王章邯。但是雍王章邯已有防备，一直率军在陈仓坚守，意图将汉军止步于陈仓。
在汉军难以攻下陈仓，刘邦准备撤军之时，赵衍向刘邦献计，山路小道可以绕过陈仓正面，从另一侧发起突袭。刘邦另派范目等率賨民军从山间小路翻山越岭绕过陈仓正面从背后突袭陈仓，又令樊哙带兵在白水以北击败西城县丞的军队，樊哙在雍县之南击败章邯的轻车骑兵，然后汉军前后夹击大败章邯于陈仓。
曹参则率军北上夺取雍城。章邯退守好畤与汉军再次交战，大败而逃。章邯引兵到废丘，令其弟章平守废丘西北约四十公里的好畤，与废丘互为犄角。刘邦亲率汉军团团围住废丘，包围章邯。
注：明修栈道暗度陈仓出自元朝戏曲，正史之中没有任何韩信（淮阴侯）参加还定三秦的记载。
汉军继续东进咸阳，曹参攻下斄县，随即继续北上进攻章平，在好畤南打败章平军；另一边，周勃和樊哙夺取了槐里。然后两路兵马汇合一处，周勃、曹参、樊哙等人一起夹击好畤城。周勃、樊哙将章平包围在好畤；曹参独自南下取壤乡，在壤东及高栎击破来援的三秦军；之后曹参、周勃、樊哙攻打包围于好畤的章平，拿下好畤，章平败逃。
汉军占领好畤之后，彻底打开了进入咸阳的大门。接下来曹参与周勃、樊哙又率领军队进攻咸阳，在咸阳附近与赵贲和内史保的军队激战，再次取胜。汉军乘胜追击，入主咸阳。
汉军拿下咸阳后，紧接着就是夺取战略要地函谷关。塞王司马欣与项梁有旧，又被项籍重视，一向和项籍交好。司马欣才是三秦王中，项籍最信任的一个人。函谷关也是由司马欣镇守。
汉军在刘邦指挥下兵分两路，灌婴率一军进攻塞王司马欣的都城栎阳；周勃率一军向北进攻漆县，然后追击败退的章平军和姚昂军，并与樊哙共同向西平定了汧、郿、频阳等县。
章邯已经发现事态严重，向司马欣、董翳求援，汇合章平等关中援军进攻汉军。曹参在景陵据险而守，挡住了章平等关中军的进攻，另一边灌婴、周勃等率军消灭司马欣。随后众将回援曹参等反击大破章平等关中军。
吕泽率丁复、朱轸等平上郡，丁复、朱轸率军攻打北面的董翳于高奴，董翳投降。