八月，汉王采用韩信的计策，顺原路返回关中，袭击雍王章邯。章邯在陈仓迎击汉军，雍王的军队被打败，退兵逃走；在好畤（hi，制）停下来再战，又被打败，逃到废丘。汉王于是平定了雍地。汉王向东挺进咸阳，率军在废丘包围雍王，并派遣将领们去夺取土地，平定了陇西、北地、上郡。派将军薛欧、王吸带兵出武关，借着王陵兵驻南阳，到沛县去接太公，吕后。楚王听说后，派兵在阳夏阻截，汉军不能前进。楚又封原吴县县令郑昌为韩王，以抵拒汉军。

二年（前205），汉王向东夺取土地，塞王司马欣、翟王董翳、河南王申阳都归降了汉王。韩王昌不肯归降，汉王派韩信打败了他。于是把攻占的土地设置为陇西、北地、上郡、渭南、河上、中地等郡；在关外设置了河南郡。改封韩国的太尉信为韩王。汉王下令各路将领，率领一万人或者献出一郡之地降汉的，封给他一万户。修筑河上郡的要塞。原先秦朝供帝王游玩打猎的园林，都允许人们去耕种。正月，俘虏了雍王的弟弟章平。大赦天下罪犯。

汉王出了武关到达陕县，抚慰关外的父老，回来后，张耳前来求见。汉王对他十分厚待。

二月，下令废除秦的社稷，改立汉的社稷。

三月，汉王从临晋渡黄河，魏王豹带兵跟随着。攻下河内，俘虏了殷王，设置了河内郡。又率军向南渡过平阴津，到达洛阳。新城县一位掌管教化的三老董公拦住了汉王，向他说了义帝被杀的情况。汉王听后，袒露左臂失声大哭。随即下令为义帝发丧，哭吊三天。派使者通告各诸侯说：“天下诸侯共同拥立义帝，称巨事奉。如今项羽在江南放逐并杀害了义帝，这是大逆不道。我亲自为义帝发丧，诸侯也都应该穿白戴素。我将发动关中全部军队，聚集河南、河东、河内三郡的士兵，向南沿长江、汉水而下，我希望与诸侯王一起去打楚国那个杀害义帝的罪人！”