秦军统帅章邯打垮了项梁的军队以后，就此认为，旧楚国境内的反秦楚军不用再担心，于是渡过黄河进攻赵国，大破赵军。这时，赵歇做赵王，陈余做将军，张耳做丞相，都退入了钜鹿城(故址在今河北旧平乡西南)。章邯命令部将王离、涉闲包围钜鹿城，章邯自己带着军队驻扎在城南，筑了甬道来输送粮食。陈余做赵军的统帅，率领了几万人，在秦军合围之前，驻所在钜鹿城北。他派出了使者向各地起义军求救。
定陶之役楚军大败项梁阵亡后，怀王惊慌起来，从国都盱台(今江苏盱胎东北)跑到彭城去，把项羽、吕臣的军队归并扰来，由自己带领，任命沛公为砀郡长官，封为武安侯。这时，齐国使者高陵君田显来到了楚军中，见了楚怀王，说：“宋义推断武信君军队一定会打败仗，隔了几天，军队果然吃败仗。军队没有作战而预先见到失败的征兆，这就叫做懂得军事了。”怀王召见宋义跟他讨论国事，非常喜欢他，就封他做上将军，封项羽为鲁公，做副将，派他们去求援赵国，所有其他将领都隶属于宋义，号为“卿子冠军”。
宋义统率楚国大将军来到安阳(在今山东曹县东南，非河南安阳)，停留了四十六日不再前进。他说：“现在秦兵攻打赵国，战胜了士兵也一定被疲困了，我们可以利用秦军疲困的机会;若是秦军失败了，我们大张旗鼓向西进军，一定可以攻下秦国。所以不如先让秦、赵打起来。”项羽对宋义一直不服气，说：“凭着秦国的强大力量，攻打新建立的赵国，势必攻下赵国。赵国被攻下，秦国就更强了，有什么疲困的机会可以利用!我军新败，王上坐立不安。国家安危在这一役。可是做主帅的却不体惜士兵，根本不是忠于国家的大臣。”于是，项羽就在早上参见上将军宋义的时候，在营帐中斩下宋义的头，传令军中说：“宋义和齐国合谋反叛楚国，楚王有密令叫我杀掉他。”
项羽杀掉卿子冠军以后，下令进军，派当阳君黥布和薄将军带万士兵，渡过黄河去救钜鹿城。战事稍稍有利。陈余又要求增援。项羽就统率全部士兵渡过了黄河。《史记项羽本记》说他渡河以后，“皆沉船、破釜甑(zeng)、烧庐舍，持三日粮以示士卒必死，无一还心(凿沉所有船只。打破饭锅饭甑，焚烧房屋，叫士兵带着三日的干粮，表示决死之心，没有一点后退的打算)。”于是大军冲到了钜鹿城，包围了秦将王离，与秦军遭遇，经过多次战斗，继绝了秦军输送粮食的通道，大破秦军，杀死秦将苏角，俘虏了王离，秦将涉闲自杀。
在当时，楚军的声势压倒诸侯的军队。诸侯求援钜鹿的军队有十多座营垒，没有谁敢派兵出战。待到楚军攻击秦军的时候，“诸将皆从壁上观(诸侯的将领们都凭着营垒观望)”，楚兵的怒吼声、喊杀声、呼声动天，诸侯的军队没有哪一队不是人人惊惧怕恐。于是，打垮了秦军以后，项羽召见诸侯将领。进入了辕门，没有哪一个人不是两膝跪地向前行进，不敢抬头看。项羽从这时开始做了诸侯上将军，诸侯的军队也归项羽统率。
后人根据这个故事，概括出三句成语：一、“破釜沉舟”，比喻下决心，不顾一切地干到底。二、“作壁上观”，比喻坐观成败，不帮助谁。三、“一以当士”一个人抵得上十个人，比喻英勇。