刘邦也在这个时候举兵反秦。丰邑是刘邦的家乡，所以刘邦先打下了丰县。丰县有个叫雍齿的人，家资丰厚，魁梧有力，和王陵交好。雍齿一向看不起刘邦，但刘邦队伍数百人，这是雍齿望尘莫及的，也只好在这个时候跟随了刘邦。刘邦了解雍齿的能力，也知道雍齿并不服气自己，刘邦就想用宽厚来感化雍齿，因此更加重用雍齿。
与此同时，沛县县令也想起义，就问自己的幕僚萧何、曹参的意见。曹参早时已经和萧何有过商议，就将之前的谋划说了出来。曹参进言：“大人身为秦朝官员，现在想背叛朝廷，率领县里的人民起义，大家恐怕不会相信。我觉得大人可以招收那些在外逃亡的人，他们大约有数百人，靠这些人的力量来打消百姓的顾虑，是最好的办法。”
萧何又说：“泗水亭亭长刘季已经在丰邑起兵，他又曾是大人的手下。此人宽厚仁义，正是上上之选。”
县令虽然因吕雉一事对刘邦耿耿于怀，但是此时也没有更好的选择。于是县令派夏侯婴联络樊哙，请樊哙去邀请刘邦。
刘邦得知消息之后，大喜过望，第二天就带着一众人马赶往沛县。当樊哙与刘邦带领众人来到沛县城下时，浩浩荡荡数百人散列着。沛县县令见到刘邦的队伍人数众多，已经和沛县的守军不相上下。沛县县令又知道刘邦在沛县之中威望很高，害怕刘邦夺了自己的统领地位，就下令命人闭城固守，不让刘邦进城。萧何还想谏言县令，曹参急忙拉住萧何。萧何无奈的看了曹参一言，暗自叹息。曹参害怕县令因此猜忌自己，就收买了县里家里的奴仆，帮忙打探消息。
当夜，县令想到曹参、萧何劝说自己召回刘邦，觉得两人跟刘邦有勾结，就跟家人商议，天亮之后诛杀萧何、曹参。被曹参收买之人在县令熟睡之后，偷偷的来到曹参的居所。曹参得到消息后十分惊恐，立刻穿上衣服，叫上萧何在深夜悄悄翻越城墙前往丰邑，把城里的情况告诉了刘邦。
刘邦看向曹参、萧何道：“如今城池固守，我们兵器不足，强攻不得，如何是好？”
萧何说：“我们可以发动父老，里应外合，或可破城。”
曹参建议道：“可以让薛欧等人白天混入城中，然后劝告三老等人，同时让吕泽、王陵作为内应……”
刘邦就如曹参所言，一面派人，一面又写了几十个帛书。帛书上写着：“普天之下都痛恨暴秦。今日各位父老虽然为朝廷守城，然而各地的义军一到，就会对你们大动刀兵。要是各位能在现在诛杀秦官，推举众望所归的人作起义的首领，就可以保证全县的安全。否则，义军一到，寸土不留。”
第二日夜里，刘邦命樊哙将帛书从城下以弓箭下射入城中。
第三日，沛县之中居民慌乱，吕泽、王陵等人借机造势，率领县里的青壮子弟杀死了县令，彭祖劝降守卫，打开城门迎接刘邦。沛县人员分为三个个团体，一部分以官吏为主体的推举萧何；一部分以士兵，狱卒为主体的推举曹参；还有一部分以平民百姓为主体的推举刘邦。
推举刘邦的占了一半人，刘邦心里很高兴，却推辞道：“当今正值天下大乱，群雄并起，要是首领不堪大任，就会一败涂地。我并非贪生怕死，只是觉得不能胜任，辜负了父老乡亲的重托。”
萧何、曹参都是文官出身，对于秦法浸淫已久。两人皆认为沛县众人现下不过是乌合之众，更无领军之才，难以成事。一旦起义失败，领头者必然诛灭九族。萧何、曹参担心自己家眷性命，因此都推辞不就，反而举荐刘邦。
樊哙身为刘邦的连襟，有勇有谋，大声吼道：“平日经常听说刘季一些奇异之事，有可能本身就是奇人，我们曾问卜于神明，刘季是最佳人选。”孙赤、任敖、夏侯婴等纷纷响应，于是众人都赞成刘邦统领沛县。刘邦多次辞让，吕殴，周勃将刘邦按在上座之上，刘邦就在半推半就之下成为了统领。
刘邦自立为沛公。召集沛县子弟对古天子黄帝、蚩尤在沛廷进行祠祭，并用牲口的鲜血祭旗鼓。旗帜俱为赤红色，借以宣扬所杀之蛇是“白帝子”，而挥剑斩蛇者是“赤帝子”。然后青年壮士如曹参、樊哙等都招募沛县青壮，刘邦的人马迅速扩充到三千人。
屠狗出身的樊哙和周緤等做了刘邦的舍人（相当于家将）；夏侯婴为太仆，专门给刘邦驾车；萧何做了丞督事；以吹箫为生的周勃、曹参以中涓（相当于近臣）的身份跟随刘邦。王陵因为是刘邦的老大哥，此时碍于面子，不愿归刘邦统领。吕泽、刘邦看透王陵所想，两人商议，由吕泽组建一支队伍，号称二队，以客卿跟随刘邦。王陵对吕泽颇有好感，就加入吕泽，一同反秦。
陈胜在山东起兵的事传遍了中华大地，秦朝的使者把这个情况报告给朝廷。胡亥召来众臣问道：“楚地戍边的士卒攻下蕲县进入陈县，对这件事各位是怎么个看法？”秦国的博士以及儒生们三十多人纷纷表态：“作臣子的不能聚众，聚众就是造反，这是死罪不能宽赦，陛下应该赶快发兵消灭他们，不然国家危矣。”胡亥听到此言立刻就不高兴了，脸色顿时铁青。
叔孙通，薛县人。秦朝时因精通经术而被征召，为待诏博士。叔孙通擅长察言观色，又了解人心，堪称心理学大师。这时叔孙通解围说：“各位的话都不对。当今天下已经是一体，各郡县销熔各种兵器，以示不在征战。何况当今天子贤明，令行禁止，四方八面都归附朝廷，哪有敢造反的！这只是一伙盗贼行窃罢了，不足挂齿。各郡府正在搜捕他们治罪论处，不值得忧患。”
胡亥非常满意：“说得好。”胡亥觉得自己统治之下的江山应该是一片太平祥和，像其他人那么说就是讽刺自己的统治。秦始皇令江山大一统，胡亥认为此时的秦国堪称铁桶江山，根本没有什么值得忧虑的。
胡亥又向每个儒生问了一遍，儒生们有的说是造反，有的说是盗贼。胡亥刚转怒为喜的笑容立即烟消云散。于是胡亥命令监察官审查每个儒生说的话，凡说是造反的都交给官吏治罪，说盗贼的也因最初的“夸大其词”而受到责罚。叔孙通所言最合胡亥心意，另外赐给叔孙通二十匹帛，一套服装，并授给他博士职位。
叔孙通回到居舍，一些儒生堵住叔孙通问道：“你还有廉耻之心吗？”叔孙通无奈的说：“各位不知道啊，我不如此，我也难逃虎口啊！”叔孙通于是连夜逃离咸阳，回到了薛县老家。当时薛县已经投降楚军，等项梁到了薛县，叔孙通便加入了项梁军团。后来项梁在定陶战死，叔孙通又跟随了楚怀王熊心。
公元前208年10月，刘邦先后攻占了胡陵和方与，然后回师丰邑。秦泗水郡郡监领兵包围丰邑，刘邦发兵与秦军交战，打败秦军。丰邑面积不大，但是却是刘邦集团的大本营，雍齿能力出众，刘邦就让雍齿留在丰邑，自己进驻方与。曹参因为英勇作战，身先士卒被封七大夫；夏侯婴因车战出色被封五大夫。