秦二世二年（公元前年）闰九月，刘邦奉楚怀王之命西进，由砀县（今河南永城东北）出发，攻克成武（今山东成武县）。刘邦的部队以砀山起义军为基础，加上征集来的陈胜、项梁的散卒，总兵力还不满一万人。十二月，刘邦引兵至栗邑（今河南夏邑县），收编了刚武侯的反秦力量四千余人，并与魏将皇欣、武满共同打击秦军，连获小胜。当时，秦军主力已由章邯带到巨鹿与项羽交战，由于秦军在黄河以南机动部队很少，而且连荥阳、洛阳、开封、南阳、函谷关、武关的重镇险塞，都没有增兵防守。这就给刘邦西进以可乘之机。
秦二世三年（公元前年）二月，刘邦北攻昌邑（今山东金乡县西北），遇到彭越率领反秦的农民起义军，两军协力攻城未果。刘邦只好引兵西进。
当刘邦经过高阳（今河南杞县西南）时，有一位名郦食其的老儒生求见。刘邦一向讨厌儒生，就很随便地说：“让他进来吧”。郦食其一见刘邦如此傲慢无礼，也不下跪，只是躬身作了个揖，刘邦头也不抬，像没看见一样。郦食其就高声道：“足下带兵到此，是帮助秦打各路义军呢，还是帮助各路义军灭秦？”刘邦听他如此问话，便大怒道：“哪里来的书呆子，普天下的人在秦的暴政下受苦已够长久了，各路义军这才联合起来攻秦，你怎么说是吾帮助秦打各路义军呢？汝到底怀的是什么心？”郦食其道：“既然要配合各路义军消灭暴秦，那么你接见长者就不应该这么傲慢无礼。”刘邦听他出语非凡，立即站起身来，整理好衣帽，恭恭敬敬地扶老人上座，虚心向他求教。郦食其口若悬河，滔滔不绝地阐述了六国成败的原因。刘邦非常敬佩，就问他怎样才能战胜强大的秦秦军。
郦食其笑笑，然后说：“足下兵马不足万人，要直接深入秦地作战，就好比将头深入虎口，危险至极！”
刘邦正为自己孤军作战、后勤补给困难重重而一筹莫展，急忙向郦食其求教，道：“刘邦才疏智浅，请先生指教。”
郦食其道：“兵法云‘因粮于敌，故军食可足也’，将军为什么不到秦军的粮仓中去取运粮食呢？”
刘邦见郦食其话中有话，于是更加恭敬地向郦食其请教。郦食其慢吞吞地说：“我们身边就有一个现成的大粮仓——陈留县城，那里面的粮食堆积如山，足够将军一万人马食用两年有余，将军何不挥师先取陈留，以解后顾之忧！”
刘邦道：“还请先生明示刘邦夺取陈留的妙计。”
郦食其道：“我与陈留县令相识多年，愿三寸之舌去劝说他归附将军，如若不从，请将军夜间带兵攻城，我在城里做内应。”刘邦听罢，连连致谢！
郦食其告别刘邦，径直陈留县城。县令见是故人，盛宴相待。席间，郦食其高谈阔论，纵观天下大势，以利害得失示以县令，不料县令却慷慨陈词，愿与陈留共存亡。于是，郦食其便大谈守城之计，县令则非常高兴，连连与郦食其碰杯饮酒，不久就喝得酩酊大醉。
郦食其灌醉县令，到了夜半时分，悄悄跑到城门之下，打开城门，放刘邦的人马进入城中。刘邦命手下打开粮仓，果然看见粮食堆积如山，当即封郦食其为广野君。刘邦的部队有了足够的粮食，西进途中，不抢不掠，深得百姓拥护，队伍不断扩大。
公元前年三月，刘邦西攻开封未果，于秦将杨熊战于白马（今河南滑县东）和曲遇（今河南中牟县），大破之，杨熊被迫败走荥阳。同年四月，刘邦攻占颍川（今河南禹县），然后北攻平阴（今河南孟津县东），封锁黄河渡口，由此南下与秦军交战于洛阳东。洛阳东一战，刘邦失利，南出辗辕（今河南偃师县东南）险道，退往阳城（今河南登封）。这时，张良率韩国之兵跟随刘邦。
六月，刘邦与张良南下，大败秦南阳郡守吕齮，吕齮退守宛邑（今河南南阳县）。刘邦急欲由武关进入关中，想绕过宛邑西进。张良说：“你只知急于人关，却不知秦军兵力尚多，据险自守，如今不攻下宛邑，宛邑守军从背后袭击我们，强大的秦军在前面阻击我们，我们前后受敌，如何是好。”于是，刘邦连夜引军绕道回来，把宛邑重重包围。吕齮无力抵抗，被迫投降。同年七月，刘邦由宛邑继续西进，连拔胡阳（今河南唐河县南）、郦析（今河南内乡县）等地，直逼关中东南门户武关（今河南西峡境内）。
同年八月，刘邦率数万大军兵临武关。秦王朝在行将灭亡之前，内部矛盾加剧，亲相赵高逼杀秦二世，遣使与刘邦谈判，企图与刘邦瓜分关中。九月，立子婴为秦王，去帝号，子婴计杀赵高，遣将扼守峣关（今陕西蓝田县东南），组织起义军进一步西进。峣关前据峣岭，后靠蒉山（陕西蓝田县东南二十五里），地形险要，是由武关北入咸阳的最后一关。张良认为不宜强攻，建议一面设疑兵，一面利诱峣关守将。秦峣关守将果然叛秦，并表示愿意和刘邦一起进攻咸阳。张良又说：“只是守将欲叛降我们，恐怕其士卒未必随从，不如趁其松懈发动进攻。”刘邦接受了这一建议，趁峣关守备疏忽之际，绕过峣关，翻越蒉山，大败秦军于蓝天。十月，刘邦率军进至灞上（今西安市灞桥一带）。秦王子婴无力再抵抗，于是手捧皇帝玉玺，“素车白马”出城，向刘邦投降，秦朝至此灭亡。
刘邦之所以能够赢得最终胜利，关键在于听取了郦食其的建议，先取陈留，获得足够的军队粮草，在战争中于敌国处解决了部队最重要的食粮问题。这足以说明了“因粮于敌，以战养战”的重要性。在作战过程中利用敌人一切可以利用的资源，作为我方作战的补给物资或力量。但除了我们要有“因粮于敌”的战略部署，也要有对付“以战养战”的“坚壁清野”策略，杜绝敌人得到任何有用的物资。例如历史上有名的“拿破仑征俄之战”，其本想“因粮于敌”，但俄国采取了“坚壁清野”的策略，又逢严冬，法军饥寒交迫，终败退而返。善战的拿破仑也不禁说：“粮食、粮食，如果没有粮食，军队就要崩溃了。”