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沛公领兵向西进发，在昌邑遇到彭越，顺势和他一同进攻秦军，作战没有取胜。回军来到栗县，遇到刚武侯，夺取他的军队，差不多有四千多人，两支军队合并。沛公和魏将皇欣、魏司徒武蒲的军队一起进攻昌邑，昌邑没有攻下。向西经过高阳。郦食其负责看守城门，说：“从这路过的将领有很多，我看沛公是个宽厚的大人物。”于是他请求拜见劝说沛公。沛公正叉开腿坐在床上，让两个女子为他洗脚。郦生没有下拜，只是拱手高举行礼，说：“您一定想要诛灭无道的秦朝，就不应该叉开腿坐着接见长者。”这时沛公站起来，整理衣装向他道歉，请他坐上座。郦食其劝说沛公袭击陈留，得到秦朝囤积的粮食。沛公于是封郦食其为广野君，任命郦商为将军，率领陈留的军队，与他一起攻打开封，开封没有攻下。沛公向西和秦将杨熊在白马交战，又在曲遇以东交战，大破秦军。杨熊逃到荥阳，秦二世派使者将他斩首示众。沛公向南进攻颍阳，屠戮那里。依靠张良终于攻下韩地的轘辕关。
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当是时，赵别将司马卬方欲渡河入关，沛公乃北攻平阴，绝河津。南，战雒阳东，军不利，还至阳城，收军中马骑，与南阳守齮战犨东，破之。略南阳郡，南阳守齮走，保城守宛。沛公引兵过而西。张良谏曰：“沛公虽欲急入关，秦兵尚众，距险。今不下宛，宛从后击，强秦在前，此危道也。”于是沛公乃夜引兵从他道还，更旗帜，黎明，围宛城三匝。南阳守欲自刭。其舍人陈恢曰：“死未晚也。”乃逾城见沛公，曰：“臣闻足下约，先入咸阳者王之。今足下留守宛。宛，大郡之都【大郡之都：南阳郡治所在宛县。】也，连城数十，人民众，积蓄多，吏人自以为降必死，故皆坚守乘城。今足下尽日止攻，士死伤者必多；引兵去宛，宛必随足下后，足下前则失咸阳之约，后又有强宛之患。为足下计，莫若约降，封其守，因使止守，引其甲卒与之西。诸城未下者，闻声争开门而待，足下通行无所累。”沛公曰：“善。”乃以宛守为殷侯，封陈恢千户。引兵西，无不下者。至丹水，高武侯鳃、襄侯王陵降西陵。还攻胡阳，遇番pó君【番君：吴芮。】别将梅鋗，与皆【皆：同“偕”。】，降析、郦。遣魏人宁昌使秦，使者未来。是时章邯已以军降项羽于赵矣。
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在这个时候，赵国别将司马卬正要渡过黄河进入关中，沛公向北进攻平阴，切断黄河渡口。向南进发，在雒阳以东交战，不能取胜，回军到阳城，集合军队中的战马和骑兵，与南阳郡守齮在犨县以东交战，击败敌军。攻取南阳郡的土地，南阳郡守齮逃跑，退守到宛县。沛公领兵绕过宛县向西进发。张良劝谏说：“沛公虽然想要尽快攻入关中，但是秦军人数还有很多，据守险要地带。现在不攻下宛县，宛县从后面进攻，强大的秦军挡在前方，这是危险的做法。”于是沛公就在夜里领兵从另一条路返回，变换了旗帜，天快亮时，把宛县城围了三重。南阳郡守想要自杀。他的门客陈恢说：“等我回来再死也不算晚。”他就翻越城墙去见沛公，说：“我听说您有约定，先进入咸阳的人可以在关中称王。现在您却留下围攻宛县。宛县，是大郡的治所，相连的城邑有几十座，人口众多，积蓄充足，官吏和百姓都认为投降一定会死，因此都登上城墙顽强防守。现在您整天留在这里攻城，士卒死伤的一定有很多；领兵离开宛县，宛县的军队一定会跟在您的后面，您向前就不能履行先入咸阳的约定，向后又有强大的宛县为祸患。我替您考虑，不如约请宛县守军投降，封赏南阳郡守，顺便留他在这里守城，您率领他的士卒向西进发。那些没有被攻下的城邑，听说这个消息，都会争相打开城门等您进城，您就能通行无所牵挂了。”沛公说：“好。”于是他封南阳郡守为殷侯，封给陈恢一千户食邑。沛公领兵向西进发，没有不能攻下的城邑。抵达丹水，高武侯戚鳃、襄侯王陵在西陵投降。回军进攻胡阳，遇到番君的别将梅鋗，和他一起，降服了析县、郦县。沛公派魏人宁昌出使秦朝，使者没有回来。当时章邯已经率领全军在赵地向项羽投降了。
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初，项羽与宋义北救赵，及项羽杀宋义，代为上将军，诸将黥布皆属，破秦将王离军，降章邯，诸侯皆附。及赵高已杀二世，使人来，欲约分王关中。沛公以为诈，乃用张良计，使郦生【郦生：郦食其。】、陆贾往说秦将，啖【啖：用利益引诱。】以利，因袭攻武关，破之。又与秦军战于蓝田南，益张疑兵旗帜，诸所过毋得掠卤【卤：通“虏”。】，秦人憙xǐ，秦军解，因大破之。又战其北，大破之。乘胜，遂破之。
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当初，项羽和宋义向北援救赵国，等到项羽杀死宋义，取代他为上将军，众将领黥布等人都隶属于他，打败秦将王离的军队，降服章邯，诸侯都归附项羽。等到赵高杀死秦二世之后，派人前来，想要约定在关中分地称王。沛公认为有诈，就采用张良的计策，派郦生、陆贾前去劝说秦军将领，用利益引诱他们，顺势袭击武关，将其攻破。又在蓝田以南和秦军交战，增设疑兵和旗帜，所有路过的地方都不准掳掠，秦地的百姓都很高兴，秦军因此瓦解，沛公趁机大破秦军。又在蓝田以北交战，大败秦军。沛公乘胜追击，终于打败秦军。
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汉元年十月【汉元年十月：当时刘邦尚未称汉王。】，沛公兵遂先诸侯至霸上。秦王子婴素车白马，系颈以组，封皇帝玺符节，降轵道旁。诸将或言诛秦王。沛公曰：“始怀王遣我，固以能宽容。且人已服降，又杀之，不祥。”乃以秦王属吏，遂西入咸阳。欲止宫休舍，樊哙、张良谏，乃封秦重宝财物府库，还军霸上。召诸县父老豪桀曰：“父老苦秦苛法久矣，诽谤者族，偶语者弃巿【弃市：在街市处死罪犯，令众人唾弃之。】。吾与诸侯约，先入关者王之，吾当王关中。与父老约法三章耳：杀人者死，伤人及盗抵罪。余悉除去秦法。诸吏人皆案堵【案堵：安居。】如故。凡吾所以来，为父老除害，非有所侵暴，无恐！且吾所以还军霸上，待诸侯至而定约束耳。”乃使人与秦吏行县乡邑，告谕之。秦人大喜，争持牛羊酒食献飨军士。沛公又让不受，曰：“仓粟多，非乏，不欲费人。”人又益喜，唯恐沛公不为秦王。
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汉元年（前206年）十月，沛公的军队最终先于各路诸侯到达霸上。秦王子婴乘坐素车白马，用丝绳系着脖子，封好皇帝印玺和符节，在轵道旁投降。众将领中有的人建议诛杀秦王。沛公说：“最初怀王派我来，本来就是因为我能宽容。况且人家已经投降了，还要杀掉人家，这样做不吉利。”他就将秦王交给官吏，向西进入咸阳。沛公想要留在宫中歇息，樊哙、张良劝谏，他才封存秦宫的珍宝财物及府库，撤回霸上驻扎。沛公召集各县的父老及豪杰说：“各位父老深受秦朝的严苛法令折磨已经很久了，批评朝政的要灭族，相聚交谈的要弃市。我和诸侯约定，先进入关中的人在这里称王，我应当在关中称王。我和父老约法三章：杀人的处死，伤人和劫掠的根据罪行来治罪。其余的秦朝法令全部废除。众官吏和百姓都像往常一样安居乐业。我来到这里的原因，就是要为父老铲除祸害，不会有欺凌施暴的行为，不要害怕！况且我撤回霸上驻扎，只是要等诸侯前来共同制定法令罢了。”于是他派人和秦地的官吏巡视县乡邑，告谕百姓。秦地百姓十分高兴，争相送来牛羊酒食犒劳将士。沛公又推辞不接受，说：“仓库的粮食充足，不缺少食物，不想让你们破费。”民众更加高兴，只怕沛公不做秦王。
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或说沛公曰：“秦富十倍天下，地形强。今闻章邯降项羽，项羽乃号为雍王，王关中。今则来，沛公恐不得有此。可急使兵守函谷关，无内nà诸侯军，稍征关中兵以自益，距之。”沛公然其计，从之。十一月中，项羽果率诸侯兵西，欲入关，关门闭。闻沛公已定关中，大怒，使黥布等攻破函谷关。十二月中，遂至戏。沛公左司马曹无伤闻项王怒，欲攻沛公，使人言项羽曰：“沛公欲王关中，令子婴为相，珍宝尽有之。”欲以求封。亚父【亚父：范增。】劝项羽击沛公。方飨士，旦日合战。是时项羽兵四十万，号百万。沛公兵十万，号二十万，力不敌。会项伯欲活张良，夜往见良，因以文谕项羽，项羽乃止。沛公从百余骑，驱之鸿门，见谢项羽。项羽曰：“此沛公左司马曹无伤言之。不然，籍何以生此！”沛公以樊哙、张良故，得解归。归，立诛曹无伤。
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有人劝沛公说：“秦地的富足是天下的十倍，地形有优势。现在听说章邯已经投降项羽，项羽就封他为雍王，统治关中。现在他们就要过来，沛公恐怕无法保住这里了。应该赶快派兵守住函谷关，不要让诸侯的军队进入，逐步征发关中的士兵来增强实力，抗拒他们。”沛公认为他的建议很有道理，就采纳了。十一月中旬，项羽果然率领诸侯的军队向西进发，想要进入函谷关，关门却紧闭。项羽听说沛公已经平定关中，非常生气，派黥布等人攻破函谷关。十二月中旬，项羽抵达戏水。沛公的左司马曹无伤听说项王很生气，想要进攻沛公，就派人对项羽说：“沛公想要在关中称王，让子婴做丞相，把珍宝据为己有。”曹无伤想要借此求得封赏。亚父劝说项羽攻打沛公。项羽正在犒劳士卒，打算第二天和沛公交战。当时项羽的兵力有四十万，号称一百万。沛公的兵力是十万，号称二十万，兵力不能匹敌。正逢项伯想救张良，在夜里去见他，沛公趁机通过项伯对项羽讲道理，项羽才作罢。沛公带着一百多名骑兵，乘车来到鸿门，拜见项羽谢罪。项羽说：“这是沛公的左司马曹无伤对我说的。否则，我怎会做这样的事呢！”沛公由于樊哙、张良的缘故，才得以脱身归来。回到军中，他立即诛杀了曹无伤。
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项羽遂西，屠烧咸阳秦宫室，所过无不残破。秦人大失望，然恐，不敢不服耳。
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项羽使人还报怀王。怀王曰：“如约。”项羽怨怀王不肯令与沛公俱西入关，而北救赵，后天下约，乃曰：“怀王者，吾家项梁所立耳，非有功伐，何以得主约！本定天下，诸将及籍也。”乃详尊怀王为义帝，实不用其命。
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正月，项羽自立为西楚霸王，王梁、楚地九郡，都彭城。负约，更立沛公为汉王，王巴、蜀、汉中，都南郑。三分关中，立秦三将：章邯为雍王，都废丘；司马欣为塞王，都栎阳；董翳为翟王，都高奴。楚将瑕丘申阳为河南王，都洛阳。赵将司马卬为殷王，都朝歌。赵王歇徙王代。赵相张耳为常山【常山：即恒山。《史记》避汉文帝刘恒讳，改恒为常。】王，都襄国。当阳君黥布为九江王，都六。怀王柱国共敖为临江王，都江陵。番君吴芮ruì为衡山王，都邾。燕将臧荼为燕王，都蓟。故燕王韩广徙王辽东。广不听，臧荼攻杀之无终。封成安君陈余河间三县，居南皮。封梅鋗十万户。
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项羽于是向西进发，屠戮焚烧咸阳城和秦朝宫室，所经过的地方没有不被摧毁的。秦地的百姓非常失望，然而因为害怕项羽，只是不敢不服从罢了。
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项羽派人回去报告怀王。怀王说：“按照约定办。”项羽怨恨怀王不肯让他和沛公一同西进入关，却派他北上援救赵国，耽误了天下诸侯的约定，就说：“怀王，只是我叔父项梁所立的罢了，没有功劳，凭什么能够主持约定呢！本来平定天下的，就是各位将领和我。”于是他假意尊崇楚怀王为义帝，其实并不服从他的命令。
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正月，项羽自立为西楚霸王，统治梁地、楚地的九个郡，定都彭城。他违背约定，改立沛公为汉王，统治巴、蜀、汉中，定都南郑。关中一分为三，封给秦朝的三个降将：章邯为雍王，定都废丘；司马欣为塞王，定都栎阳；董翳为翟王，定都高奴。楚将瑕丘人申阳为河南王，定都洛阳。赵将司马卬为殷王，定都朝歌。赵王歇改封代王。赵将张耳为常山王，定都襄国。当阳君黥布为九江王，定都六县。怀王的柱国共敖为临江王，定都江陵。番君吴芮为衡山王，定都邾县。燕将臧荼为燕王，定都蓟县。前燕王韩广改封辽东王。韩广没有服从，臧荼就进攻韩广，在无终将其杀死。封给成安君陈余河间的三个县为食邑，让他居住在南皮。封给梅鋗十万户为食邑。
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入关约法，选自《帝鉴图说》。
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四月，兵罢戏下，诸侯各就国。汉王之国，项王使卒三万人从，楚与诸侯之慕从者数万人，从杜南入蚀中。去辄烧绝栈道【栈道：在崖壁上凿孔以木头搭建的信道。】，以备诸侯盗兵袭之，亦示项羽无东意。至南郑，诸将及士卒多道亡归，士卒皆歌思东归。韩信说汉王曰：“项羽王诸将之有功者，而王独居南郑，是迁也。军吏士卒皆山东之人也，日夜跂qì【跂：踮脚。】而望归。及其锋而用之，可以有大功。天下已定，人皆自宁，不可复用。不如决策东乡，争权天下。”
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四月，各路大军在戏下撤离，诸侯分别回到自己的封国。汉王前往封国，项王派士兵三万人随行，楚国和诸侯的将士因为仰慕汉王而追随的多达几万人，沿杜县往南进入蚀中。汉军离开之后就烧毁了沿途的栈道，来防备诸侯和盗贼偷袭，也向项羽表示没有东进之意。抵达南郑，众将领和士卒有许多人在途中逃回东方，士卒都唱着歌想要回到东方。韩信劝汉王说：“项羽封有功的将领为王，可是大王却被封到南郑，这是流放。军吏和士兵都是山东的人，日夜踮脚盼望回到家乡。利用他们此时的锐气，可以创建大功。天下平定以后，人们都安下心来，就再也不能利用了。不如下令东进，和诸侯争夺天下。”
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项羽出关，使人徙义帝，曰：“古之帝者地方千里，必居上游。”乃使使徙义帝长沙郴县，趣cù【趣：通“促”，催促。】义帝行，群臣稍倍叛之，乃阴令衡山王、临江王击之，杀义帝江南。项羽怨田荣，立齐将田都为齐王。田荣怒，因自立为齐王，杀田都而反楚，予彭越将军印，令反梁地。楚令萧公角击彭越，彭越大破之。陈余怨项羽之弗王己也，令夏说说田荣，请兵击张耳。齐予陈余兵，击破常山王张耳，张耳亡归汉。迎赵王歇于代，复立为赵王。赵王因立陈余为代王。项羽大怒，北击齐。
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八月，汉王用韩信之计，从故道还，袭雍王章邯。邯迎击汉陈仓，雍兵败，还走；止战好畤，又复败，走废丘。汉王遂定雍地。东至咸阳，引兵围雍王废丘，而遣诸将略定陇西、北地、上郡。令将军薛欧、王吸出武关，因王陵兵南阳，以迎太公、吕后于沛。楚闻之，发兵距之阳夏，不得前。令故吴令郑昌为韩王，距汉兵。
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项羽出函谷关，派人去迁徙义帝，说：“古时候的帝王统治方圆千里的土地，一定会在上游居住。”他就派使者将义帝迁徙到长沙的郴县，催促义帝动身，群臣逐渐产生了背叛之心，于是暗中命令衡山王、临江王袭击义帝，将其杀死在江南。项羽怨恨田荣，立齐将田都为齐王。田荣很生气，趁机自立为齐王，杀死田都而背叛楚国，授予彭越将军印，命令他在梁地反叛。楚国命令萧公角进攻彭越，彭越大破萧公角。陈余怨恨项羽没有封自己为王，命令夏说劝说田荣，借兵进攻张耳。齐国借兵给陈余，打败了常山王张耳，张耳逃跑归顺汉王。陈余从代郡迎回赵王歇，重新立为赵王。赵王顺势立陈余为代王。项羽非常生气，出兵向北进攻齐国。
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八月，汉王采取韩信的计策，从原路返回关中，袭击雍王章邯。章邯在陈仓迎击汉军，雍军战败，撤退；在好畤停下交战，再次战败，逃往废丘。汉王最终平定雍地。大军进发到咸阳，领兵将雍王围困在废丘，并且派将领攻取陇西、北地、上郡。汉王命令将军薛欧、王吸从武关出发，凭借王陵驻守南阳的军队，去沛县迎接太公、吕后。楚国听说后，发兵在阳夏阻拦，汉军无法前进。项羽封原吴县令郑昌为韩王，阻挡汉军。
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二年，汉王东略地，塞王欣、翟王翳、河南王申阳皆降。韩王昌不听，使韩信击破之。于是置陇西、北地、上郡、渭南、河上、中地郡，关外置河南郡。更立韩太尉信【韩太尉信：与淮阴侯韩信同姓名，称韩王信以区别。】为韩王。诸将以万人若以一郡降者，封万户。缮治河上塞。诸故秦苑囿yòu园池，皆令人得田之。正月，虏雍王弟章平。大赦罪人。
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汉王之出关至陕，抚关外父老，还，张耳来见，汉王厚遇之。