刘邦起义后，经常在外躲避。吕后和别人一起去找，常常能找到他。刘邦奇怪地问她怎么能找到，吕后说：“你所在的地方，上空常有一团云气，顺着去找就常常能找到你。”刘邦听后心里更加欢喜，因为秦始皇曾专门巡游东方，以镇压东方出现的天子云气。沛县的人听说这件事后，更愿意依附于刘邦了。
攻打沛县
秦末各地起义军势力急剧膨胀，让沛县县令非常惊恐，他也想率领沛县人民起义。曹参、萧何对沛令说：“您是秦朝的官吏，现在想背叛秦朝率领沛县的子弟起义，恐怕没有人会听从命令。您如果召回那些在外逃亡的人，用他们来胁迫众人，众人就不敢不服从了。”于是县令派樊哙去找刘邦等人。
在樊哙把刘邦找来之后，县令又后悔了。他害怕刘邦来了会发生变故，就关闭城门，据守城池，不让刘邦进城，而且他还想杀掉萧何、曹参。萧何、曹参害怕了，就越过城门来依附刘邦，以求得保护。刘邦写了一封信射到城上去，向沛县的父老百姓宣告说：“天下百姓为秦政所苦已经很久了。现在父老们虽然为沛令守城，但是各地诸侯很快就要屠戮到沛县。如果现在沛县父老一起把沛令杀掉，另立首领，来响应各地诸侯，那么你们的家室就可得到保全。不然的话，全县老少都要遭屠杀。”沛县父老便率领县中子弟一起杀掉了沛令，打开城门迎接刘邦，想要让他当沛县县令。刘邦说：“如今正当乱世，诸侯纷纷起事，如果安排将领人选不妥当，就将一败涂地。我并不顾惜自己的性命，但怕自己能力小，不能保全父老兄弟，希望大家一起推选出能胜任的人。”萧何、曹参等人害怕起事不成遭到株连之祸，就极力推让刘邦做首领。城中父老也都说：“平素听说刘邦那么多奇异之事，必当显贵，而且占卜没有谁比得上你刘邦最吉利。”经过再三推让，刘邦被立为沛公。经过一番征战，刘邦的势力渐渐扩大。
西征关中
后来，刘帮依附了楚怀王，楚怀王打算派兵西取必中。这时候，秦军的力量还十分强大，诸将中没有人认为先入关中是件好事。只有项羽痛恨秦军打败了项梁的军队，愿意和刘邦一起西进入关。怀王手下的老将们都说：“项羽这个人敏捷勇猛，却又奸猾伤人。项羽曾经攻下襄城，那里的军民全部被他活埋。凡是他经过的地方，没有不被毁灭的。再说前面陈胜、项梁都被秦军打败了。不如改派忠厚老实的人，实行仁义，率军西进，向秦地的父老兄弟讲明道理。秦地父老兄弟已经忍受秦的压迫很久了，现在如果真的能有位忠厚老实的人前去，不欺压百姓，才会使秦地降服。项羽只是敏捷勇猛，不能派他去。刘邦一向忠厚老实，可以派他去。”于是楚怀王让刘邦向西攻取土地，进军关中，让宋义、项羽、范增向北进兵救赵。出发之前，怀王和诸将相约，谁先进入函谷关平定关中，就让谁在关中做王。
刘邦率兵西进，路经高陽，负责看管城门的郦食其说：“各路经过此地的多了，我看只有刘邦才是个德行高尚、忠厚老实的人。”他前去求见。刘邦当时正叉开两腿坐在床上，让两个女子给他洗脚。郦食其见他这副模样就不叩拜，只是略微俯身作了个长揖，说：“如果您一定要诛灭没有德政的暴秦，就不应该坐着接见长者。”刘邦马上站起身来，整理衣服，向他道歉，把他请到上座，虚心地接受了他提出的建议。
率先入关
刘邦一路向西，攻取了南陽郡。南陽郡守退守宛城。刘邦率兵绕过宛城继续西进，张良进谏说：“您虽然想赶快入关，但目前秦兵数量仍旧很多，又凭借着险要地势进行抵抗。如果现在不攻下宛城，那么宛城的敌人从背后攻击，前面又有强大的秦军，形势就会很危了险。”于是刘邦连夜率兵从另一条道路返回。黎明时分，刘军把宛城层层包围。南陽郡守想要自刎，他的门客陈恢去见刘邦，对他说：“我听说您和诸侯约定，先攻入咸陽的就让他在那里做王。现在您停下来攻打宛城。宛城是个大郡的都城，相连的城池有几十座，人民众多，积蓄充足，官民都认为投降肯定要被杀死，所以都决心据城坚守。现在您整天停在这里攻城，士兵伤亡必定很多。如果您率军离去，宛城军队一定在后面追击。您向西前进就会延误先入关中的时机，后面又有宛城强大军队追袭。您不如约定条件让南陽郡守投降，封赏南陽郡守，让他留下来守住南陽，您率领宛城的士兵一起西进。那些还没有降服的城邑，听到这个消息，一定会争着打开城门等候您。您就可以通行无阻地西进，不必担心什么了。”刘邦觉得他说的有道理，封宛城郡守为殷侯，封给陈恢一千户。刘邦则率兵继续西进，果然一路披靡。