父老乃率子弟共杀沛令，开城门迎刘季……乃立季为沛公。祠黄帝，祭蚩尤於沛庭，而衅鼓旗，帜皆赤。
——《史记·高祖本纪》
在陈胜发动起义后，由于秦王朝没有迅速做出反应，错过了最佳扑灭时机，再加上大量地方军队的倒戈，导致起义规模迅速扩大。陈胜的起义军仅用月余时间，便先后攻破了蕲县、铚县、酂县、苦县、柘县、谯县，控制了安徽、河南大片地区，之后又发兵进攻战略要地陈县。
陈县曾为陈国、楚国旧都，如今是陈郡治所，地理位置极为重要，然而由于得不到朝廷的支援，面对陈胜率领的数万大军，郡守、县令皆望风而逃，只留下郡丞龟缩城内负隅顽抗。
陈县守军虽有不少，但这些守城士卒大多招募于当地，他们根本不愿替秦国去卖命，因此在陈胜大军的进攻下，陈县很快便被攻破。
攻破陈县后，陈胜召集当地三老和豪杰，安抚人心并共商大计，这些人虽然不是普通百姓，但对于秦国的暴政也早已不满，又见陈胜短短月余时间便连下数县，占领了大片领土，因此纷纷建议陈胜称王，说道，“将军您亲自披甲上阵，手拿武器，讨伐残暴无道的秦国，恢复楚国的社稷，论功应当称王。”。
听了大家的建议，陈胜颇为意动，但张耳等人却认为此时称王不妥，他们认为，“秦国无道，破人国家，灭人社稷，断人后代，榨干百姓民力，掠尽百姓财物。将军不顾生死起兵反抗，是为了替天下人除残去暴。大家本以为将军起兵本是公心，如今刚破陈地就称王，不是向天下人表示自己起兵是因为私心吗？
希望将军不要称王，赶快率兵向西挺进，派人去拥立六国的后代，作为自己的同盟，给秦国增加敌对势力。秦国树敌越多，力量就越分散，我们的同盟越多，兵力就越强大，若是如此，就用不着在旷野上厮杀，也不用强攻坚守的城池，便可铲除暴虐的秦国，从而占据咸阳向诸侯发号施令。各诸侯国在灭亡后又得以复立，只要施以恩德感召他们，那么帝王大业便可成了。如今只在陈地称王，恐怕天下的诸侯就会懈怠不相从了。”
不过，陈胜并未听取张耳、陈馀等人的建议，随后便以陈县为都城自立为王，定国号为“张楚”，公开与秦廷对抗。
陈胜称王立国之后，便派部将不断攻城略地，扩充自己的领地。不过，义军内部却也不是铁板一块，不少将领在打下城池之后，或是自立为王，或是拥立六国后裔，就此脱离了陈胜的阵营。
例如陈胜派武臣率领张耳、陈馀领兵三千攻掠赵地，武臣在攻占赵地十余座城池后，燕、赵一带三十余城望风而降，武臣遂于同年八月在邯郸自立为赵王，并派韩广、李良、张黡四面出击。然而，韩广于同年九月率兵抵达燕地后，又在燕国当地贵族百姓的拥立下自立为燕王，武臣得知消息大怒，双方发生火并，结果武臣反被燕军俘虏，后经劝说才被释放，不得不承认了韩广的独立。
又如陈胜拜葛婴为征南将军，派其南征九江地区，结果葛婴恰好遇到了楚国后裔襄疆，为了争取民心便拥立襄疆为楚王，随后便听说陈胜已经自立为王，葛婴于是又杀掉了襄疆，并返回陈县向陈胜解释，结果被陈胜所杀。
再如陈胜派魏人周市攻取魏地，周市在夺取魏地大片土地后，决定拥立此前投奔陈胜的魏国后裔魏咎为魏王。同年十二月，在各地纷纷自立的情况下，陈胜只得将魏咎送还魏地，拥立为魏王，并任命周市为魏相。
就在张楚政权不断攻城掠地的同时，原六国的贵族后裔也纷纷于各地起兵反秦，例如项梁、项羽杀死会稽郡守殷通后起兵于吴县；又如田儋与堂弟田荣、田横起兵于狄县，并随后率兵东进平定齐地，自立为齐王；再如秦嘉起兵于东海郡，拥立楚国贵族后裔景驹为楚王。
见到各地起义此起彼伏，不少秦国的地方官员也起兵自立，例如番禺县令吴芮起于番禺，并出兵横扫赣、湘、桂一带；又如东海郡东阳县令史陈婴起于东阳，后率苍头军归于项梁。
秦二世元年（前209年）八月，由于当时陈胜“张楚政权”的主要活动区域就在泗水郡、淮阳郡（也称陈郡）和砀郡一带，在陈胜军队的攻击下，泗水郡郡守、郡监等人皆率兵北撤至薛郡南部。
沛县内无驻军、外无援兵，沛县县令自知面对义军难以坚守，又得知各地多有百姓杀死县令投奔义军之事，为求自保，便也有心起兵响应起义，于是召集麾下官员商议对策。
萧何、曹参说道，“您是沛县县令，本就是秦国官员，恐怕很难获得本地百姓的支持。如果想要成就大事，就必须要将在外地逃亡的豪杰请回来，如此便可迅速增强自己的力量，等到实力壮大，再去命令众人，便没有人敢不听了。”
于是，县令便派人四处寻访那些在外逃亡之人，已经娶了吕雉妹妹吕嬃的樊哙也被派去找回刘邦。
刘邦虽然已经逃亡数月，但却始终和萧何、曹参、樊哙等人保持着联系，因此樊哙很快便找到了刘邦的藏身之地，并将县令的想法告知了刘邦。刘邦听说之后，立即答应下来，随后率领麾下的数百人前往县城投奔县令。
县令招揽本地在外豪杰，本是为了壮大自己的实力，然而当他发现刘邦率领数百人抵达城外后，却有些后悔起来。
对于有关刘邦的传言，县令有早有耳闻，如今又见他率领数百之众，实力远在自己之上，担心一旦放其入城，恐怕难以节制。毕竟，生逢乱世一切以武力说话，自己这个县令如今根本没有多少约束力。
想到此处，见到刘邦众人已经逐渐接近城门的县令，连忙命人紧闭城门，不许刘邦入城。
将刘邦拦在了城外，县令又猛然想起，县中萧何、曹参等人本就与刘邦交好，此前建议自己召回在外豪杰，恐怕也是有意为之、另有所图。如今虽说刘邦被自己拦在了城外，可是有这两人作为内应，自己仍有城破被杀的危险，于是又派人去抓捕萧何和曹参。
萧何、曹参得知消息，为了避免被杀，忙在亲信的帮助下翻墙逃至城外与刘邦会合。
此时，城外的刘邦正在焦急的来回踱步，虽说他手中已有数百人，但就凭这几百跟自己在深山老林里钻了几个月的老百姓，想要攻破县城，简直就是在痴人说梦。
就在刘邦急的火烧眉毛之际，得知萧何、曹参前来会和，连忙上前问计，两人建议可策反城中百姓。于是，刘邦命人在帛上写了一封书信，用箭射入城内。
信中写道，“天下百姓遭受秦朝苛政之苦已久，如今天下群雄并起，到处在攻城掠地，现在父老兄弟为县令守城，他日如果城池被破，大家的下场可想而知。为今之计，只有杀掉县令、响应诸侯，才能保全家世，否则他日必然白白惨遭杀戮”。
当时，楚地本就是反秦的主战场，无论是因为故国被秦国所灭，还是因为秦二世以来的残暴统治，当地百姓对秦国的不满早已达到了顶点，更何况“大泽乡起义”的地点就在泗水郡的蕲县，义军首领之一的吴广则是泗水郡东部临郡淮阳郡（也称陈郡）之人，沛县百姓早已听说了到处都在起兵打仗的消息，对于刘邦所言自然没有怀疑，再回想到关于刘邦的一系列神异传闻，百姓们顿时人心惶惶。不久，便有百姓聚集起来，杀死沛县县令，打开城门迎接刘邦入城。
刘邦入城之后，召集沛县父老共商大计，众人纷纷推选刘邦为县令。刘邦有心为之，却又担心自己威望不够，不足以服众，因而连忙推辞道，“如今天下纷扰、诸侯并起，县令一职应当挑选全县最有声望者担任才是，我并非想要明哲保身，只是自己德行浅薄，才能不足，贸然担任此职，恐怕会误了大事，那到时可就百死莫赎了，大家还是另举贤能，以图大事吧。”
众人之中，本就以刘邦实力最强，且再加上一直以来关于刘邦的各种传言，大家早已对其心存敬畏。萧何、曹参虽然曾任县中小吏，乃是刘邦的上司，但一向也都对刘邦极为敬重，再加上他们身为文官，不懂行军打仗，又担心自己的身家性命，便也竭力推举刘邦为主。
刘邦见众人意见一致，都支持自己出任县令，这才勉为其难的答应下来。
随后，刘邦召集众人在县衙大堂举行仪式，誓师起事，按照战国时期楚地以县令称公的旧制，刘邦自称“沛公”，又因传说其乃“赤帝”之子，因此旗帜皆选用红色。
之后，刘邦任命萧何为县丞，署理县内事务，又命曹参、夏侯婴、樊哙等人前往沛县各地招募兵马。由于刘邦此前在沛县已经颇有势力，再加上各种传言的加持，很快便募集了两三千人马。