刘邦进了咸阳，首先按照郦食其所言，占了粮食重地咸阳仓，仓内粮食多不可数，足够几年之用。又派亲信占领咸阳兵器库，对全军武器进行更新。
注：很多人以为萧何掌管钱粮，补给后勤，功勋卓著。他们却忽略了，刘邦集团的粮食来源，更多是出自张良和郦食其的贡献。率先拿下咸阳，意义重大。
将领们都争先奔向府库，分取金帛财物，唯独萧何首先进入宫室收取秦朝丞相及御史掌管的法律条文、地理图册、户籍档案等文献资料，并将它们珍藏起来。后来刘邦做了汉王，任命萧何为丞相。刘邦之所以能够详尽地了解天下的险关要塞，家庭、人口的多少，各地诸侯方面的强弱，民众的疾苦等，很大一部分原因是萧何完好地得到了秦朝的文献档案的缘故。
公元前206年11月，陈平投奔项籍，跟随项籍入关攻破秦国，项籍赐给他卿一级的爵位。
项籍部队到了新安。诸侯军的官兵以前曾经被征徭役，驻守边塞，路过秦中时，秦中官兵很多人对待他们非常不好，等到秦军投降之后，诸侯军的官兵很多人就借着胜利的威势，象对待奴隶一样地使唤他们，随意侮辱。
秦军官兵很多人私下议论：“章将军骗我们投降了诸侯军，如果能入关灭秦，倒是很好；如果不能，诸侯军俘虏我们退回关东，秦朝廷必定会把我们父母妻儿全部杀掉。”诸侯军将领们暗地访知秦军官兵的这些议论，就报告了项籍。
项籍召集黥布、蒲将军商议道：“秦军官兵人数仍很多，他们内心里还不服，如果到了关中不听指挥，事情就危险了，不如把他们杀掉，只带章邯、长史司马欣、都尉董翳进入秦地。”于是楚军趁夜把秦军二十余万人坑杀在新安城南。
注：坑杀的这二十几万降卒，是骊山刑徒，大多数都是六国后裔，而不是秦国的子弟。
刘邦进入秦宫，那里的宫室、帐幕、狗马、贵重的宝物、美女数以千计。刘邦很得意地在王宫之中以“关中王”自居。看着富丽堂皇的宫殿，刘邦有些留恋起来，准备就此住下，享受享受。樊哙劝他注意天下还没有平定，别忘了秦的前车之鉴。刘邦根本听不进去。
张良又进言道：“秦朝正因暴虐无道，所以明公才能够来到这里。替天下铲除凶残的暴政。当下应该以清廉朴素为本。现在刚刚攻入秦都，就要安享其乐，这正是人们说的‘助桀为虐’。况且‘忠言逆耳利于行，良药苦口利于病’，希望明公能够听进樊哙的意见。”张良语气平和，但软中有硬，尤其是话中对古今成败的揭示以及“无道秦”、“助桀为虐”等苛刻字眼，隐隐地刺疼了刘邦近乎沉醉的心。这种紧打慢唱的手法，果然奏效。刘邦向来尊重张良如师长一般，于是下令把秦宫中的贵重宝器财物和库府都封好，然后退回来驻扎在霸上。
刘邦召来各县的父老和有才德有名望的人，对他们说：“父老们苦于秦朝的苛虐法令已经很久了，批评朝政得失的要灭族，相聚谈话的要处以死刑，我和诸侯们有言，谁首先进入关中就在这里做王，所以我应当成为关中王。现在我和父老们约定，法律只有三条：杀人者处死刑，伤人者和抢劫者依法治罪。其余凡是秦朝的法律全部废除。所有官吏和百姓都象往常一样，安居乐业。总之，我到这里来，就是要为父老们除害，不会对你们有任何侵害，请不要害怕！而且，我所以把军队撤回霸上，是想等着各路诸侯到来，共同制定一个规约。”随即派人和秦朝的官吏一起到各县镇乡村去巡视。向民众讲明情况。
注：作者认为，约法三章应该是张良的主意，但是史书并无记载。
秦地的百姓都非常喜悦，争着送来牛羊酒食，慰劳士兵。占有了咸阳仓的刘邦财大气粗，推让不肯接受，说：“仓库里的粮食不少，并不缺乏，不想让大家破费。”人们更加高兴，唯恐刘邦不在关中做秦王。
有人游说刘邦说：“秦地的富足是其它地区的十倍，地理形势又好。现在听说章邯投降项羽，项羽给他的封号是雍王，在关中称王。如今要是他来了，沛公您恐怕就不能拥有这个地方了。可以赶快派军队守住函谷关，不要让诸侯军进来。并且逐步征集关中的兵卒，加强自己的实力，以便抵抗他们。”刘邦认为他的话有道理，就依从了他的计策。
公元前206年12月，项籍带兵西行，平定秦地。到了函谷关，关内有刘邦的部队把守，没能进去。又听说刘邦已经攻下了咸阳，项籍非常生气。函谷关占有天险，易守难攻，项籍军队虽重，也不易攻下。在章邯的建议之下，项籍派英布等人，从隐蔽的小道偷袭，这才打败了守关的军队，得以进关一直到达咸阳。
英布常常担任军队的前锋，一路上过关斩将，无人能挡。项籍进了关，一直到戏水之西。当时，刘邦的军队驻扎在霸上，没能跟项籍相见。
刘邦的左司马曹无伤派人告诉项籍说：“沛公想在关中称王，让秦王子婴为相，珍奇宝物全都据为己有。”
项籍大怒，说：“明天准备酒食，好好犒劳士卒，我要亲自消灭刘邦！”这时候，项籍有兵卒四十万，号称百万，驻扎在新丰鸿门；刘邦有兵卒十万，号称二十万，驻扎在霸上。
注：《史记》、《汉书》等史册中出现过很多次号称，按实际而论，号称的水份非常大，至少要多出一倍。也就是说号称二十万，只有十万，甚至不到十万。
范增劝项羽说：“沛公住在山东的时候，贪图财货，沉溺美女。现在进了关，财物不取，美女不要，看这势头他的志气可不小啊。我让人观望他那边的云气，都呈现为龙虎之状，五色斑斓，这是天子的瑞气呀。我们应该抓紧消灭他，以除后患！”
幸亏项羽的叔父项伯与张良曾有旧交。在项羽大军决定进攻刘邦的前夜，项伯悄悄骑马来到刘邦军中私见张良，把消息告诉了张良，并邀他一同潜逃。张良说：“我奉韩王之命，送沛公入关，而今沛公身处危难之中，我悄悄逃走，是不合道义的。我必须去向他辞行再走。”随即，张良来到刘邦的营帐中，把项伯所说的一五一十地告诉了刘邦。
刘邦大惊失色，忙问张良：“这可怎么办？”张良没有直接回答，反问刘邦：“是谁给您出的派兵守关这个主意？”刘邦说：“是一个无知的小人劝我，‘守住函谷关，不要让诸侯军进来，你就可以占据整个秦地称王了。’所以我听了他的话。”张良又问：“您估计我们的军队能抵挡住项羽的进攻吗？”刘邦有气无力地说：“确实不能。可是事已至此，又怎么办呢？”张良一想，当务之急是打消项羽对刘邦的疑虑，使他放弃进攻刘邦的计划。而要达到这一目的，项伯是个关键人物。审时度势，张良给刘邦出了个釜底抽薪的主意：“请您去告诉项伯，说您不敢背叛项王。”刘邦精于世故，不知张良和项伯是何关系，担心张良反投项羽，问说：“先生怎么跟项伯有交情呢？”张良说：“还是在秦朝的时候，我们就有交往，项伯杀了人，我助他逃脱了死罪。如今情况危急，幸好他来告诉我。”