公元前207年，秦國出兵攻趙，楚懷王派宋義為上將軍，項羽為次將軍救趙，雙方戰於鉅鹿（今河北平鄉），秦軍大敗。此役基本消滅了秦軍的主力，扭轉了戰局，為最後推翻秦王朝創造了極為有力的條件。

作戰背景：

公元前208年九月，秦將章郵在定陶之戰消滅楚軍主力項梁之後，又率秦軍北上渡河，匯合前來增援的王離軍一起攻打趙國，並大敗趙軍，隨後命王離所部包圍趙國鉅鹿，章郵自己屯兵於南，修築通道為圍城的秦軍輸送糧草。

為此，楚懷王心陣營分兵兩路，一支軍隊前往鉅鹿解趙國之圍，以宋義為主帥，項羽為副帥；另一支軍隊進攻關中，以劉邦為主帥。懷王心許諾說誰先攻下關中，就封誰為關中王。宋義率領楚軍行至安陽，便按兵不動，滯留四十六天。項羽急欲攻打秦軍，為陣亡的叔父項梁報仇雪恨，便催促宋義發兵，宋義不聽，反譏項羽有勇無謀，還傳下命令，凡是兇猛、違逆、貪功而不聽號令的人，皆格殺勿論。

宋義按兵不動第四十七天早上，項羽闖入宋義帳中，一劍將其刺死並斬首示眾。隨後項羽向士卒宣佈，宋義和齊國串通，意圖謀反，自己是奉懷王密令暗殺宋義。

破釜沉舟

楚軍兵力遠遠少於秦軍，項羽先派英布、蒲將軍率兩萬楚軍渡河，襲擊秦軍甬道，獲得幾場小勝。十二月，項羽親率全軍渡河，並下令將炊具打破，將船隻鑿沉，每人只帶三天的乾糧，餘者焚之，以表明拼死一戰的決心。

以一當十

楚軍在項羽的激勵下士氣高漲，作戰十分勇猛，一舉擊破了秦軍勇將蘇角的軍團 迫使章邯軍潰退並撤走了對王離軍後背的支援 此時項羽馬不停蹄翻身再戰王離、涉間之長城軍團， 並且九戰九捷 ，當時一個楚軍能殺十個秦軍。

作壁上觀

項羽進攻秦軍之前，雖已有燕、齊、魏、代、遼等十幾路諸侯軍抵達鉅鹿前來救援，但都懾於秦軍威力，只是屯兵於外圍，不敢出戰。當楚軍進攻秦軍的時候，各路諸侯軍仍閉門不出，只是從營壘上觀望。《史記·項羽本紀》中記載：“諸侯軍救鉅鹿下者十餘壁，莫敢縱兵。及楚擊秦，諸將皆從壁上觀。”及至看到楚軍大破秦軍，各路諸侯軍無不膽寒，皆拜伏項羽。

結果

公元前207年六月，項羽楚軍大敗秦軍於淤水和三戶津。章邯派司馬欣向咸陽請求援兵，但趙高不允，並派人追殺司馬欣。司馬欣回到軍營後告訴章邯朝廷已被趙高控制，無論打勝仗抑或打敗仗，一樣會被殺。章邯亦擔心趙高迫害，遂與司馬欣、董翳率秦軍約20萬眾向項羽投降。

鉅鹿之戰以少勝多，他的勝利加快了秦王朝的滅亡，此後詩句記載，“有志者、事竟成，破釜沉舟，百二秦關終屬楚。”