秦二世三年(公元前207年)十月，宋義率軍北上救趙。

他對和秦軍進行決戰存有膽怯畏懼心理，抵達安陽(今山東曹縣東)后，即停止前進，一連駐扎了46天。項羽規勸他迅速進兵，同趙軍里應外合，一舉擊敗秦軍。然而宋義則想保存實力，乘秦、趙相斗，坐收漁利，故拒絕了項羽的正確建議。他挖苦項羽說：“披堅執銳，義不如公;坐而運策，公不如義”，并威脅項羽不要抗命不聽從指揮。與此同時，宋義還日日置酒高會，尋歡作樂，并親自赴無鹽(今山東省東平縣東南)大擺宴席，送其子出使齊國為相，以擴展個人勢力。當時適逢天氣寒冷多雨，士卒凍餒，苦不堪言，宋義的做法引起了將士們的不滿。性格剛烈的項羽更是覺得忍無可忍，在再次據理力爭未被采納后，他遂激于義憤，趁早晨入帳進見之機，當場誅殺了宋義。諸將擁護項羽所為，擁戴他為假(代理)上將軍。楚懷王見事態已經如此，便正式任命項羽為上將軍，由他率軍北上救趙。

這時，秦軍仗恃兵多糧足，圍攻鉅鹿甚急。城中的趙軍，矢盡糧絕，危在旦夕。盡管燕、齊、魏等援軍已抵達鉅鹿附近，并與陳余軍會師，但因畏懼秦軍，互相觀望，誰也不敢同秦軍交鋒。

唯獨有已取得指揮權的項羽敢下決心揮師渡河與秦軍決戰。他率軍于十二月進抵漳水南岸后，即委派英布、蒲將軍率2萬人為前鋒，渡過漳水(一說黃河)，切斷秦軍運糧的甬道，分割王離與章邯軍之間的聯系，使王離軍陷入缺糧的困境。接著，項羽本人親自率領楚軍主力渡河跟進，并下令全軍破釜沉舟，規定每位將士只帶3日干糧，以顯示全軍上下一往無前、義無反顧、與秦軍決一死戰的決心。

破釜沉舟完畢，項羽立即率領楚軍進至鉅鹿城下，將王離軍團團包圍，以雷霆萬鈞的氣勢，迅雷不及掩耳的行動，向敵人猛撲過去。楚軍將士們奮勇死戰，“無不一以當十”，“呼聲動天”，將王離麾下的秦軍殺得潰不成軍。章邯率部援救，也敲楚軍英勇擊退。項羽指揮楚軍連續作戰，不給秦軍以任何喘息的機會，九戰九捷，終于大敗秦軍。那些交戰伊始時，恐懼秦軍如虎而作壁上觀的諸侯援軍，這時見楚軍勝局已定，也乘勢沖出壁壘，參與對王離軍的圍攻。這場驚天動地大鏖戰的結果是，秦將王離被俘虜，秦軍副將蘇角身首異處，另一名副將涉間走投無路，被迫自.焚而死。楚軍取得輝煌的勝利，鉅鹿之圍遂解。

項羽統率的楚地起義軍在鉅鹿之戰中表現出卓越的戰略戰役指導優勢。這首先是堅決排除了宋義的錯誤戰略方針的干擾，確保北上救趙的戰略決策得以實施，從而避免了使反秦武裝被秦軍所各個擊破的危險。第二，抱有破釜沉舟的大無畏膽略和決心，敢于以弱擊強，以寡敵眾，在精神氣勢上完全壓倒了敵人。第三，善于分割、孤立敵人，使敵章邯部與王離部之間失去聯系，無法互相救援，造成楚軍在局部上的優勢，為全殲王離軍創造了十分有利的條件。第四，在聚殲王離軍的過程中，發揚連續作戰的作風，不予敵以任何喘息的機會，始終牢牢地掌握住戰場的主動權。第五，在勝利化解鉅鹿之圍，殲滅敵王離“兵團”后，能夠及時實施遠距離戰略追擊，將殘余的秦軍主力章邯部逼到走投無路的困境，迫使其無條件投降。擴大了戰果，使得秦王朝賴以鎮壓起義的軍事機器全面崩潰。所有這些，都表明鉅鹿之戰是一次輝煌的戰略決戰，其中所反映的起義軍及其領袖項羽的優秀作戰指導藝術，永遠值得后人的稱頌和借鑒。