动撤军，田荣乃得解围，便引军返回临淄。
项梁认为自己击败章邯，信心大增，便将军团大本营急速北移，进入中原地区。
为稳定粮秣，项梁决心攻打河南地区的主要粮仓——襄城。
他派遣侄儿项羽和别将刘邦攻打襄城，章邯虽也添补援军，但在楚军部队猛烈攻打下，中原的第二大谷仓——襄城也告陷落。
为避免耗费珍贵的粮食，项羽竟然不顾刘邦反对，坑杀秦国守军数千人。
乘胜追击下，项羽主动攻击驻守濮阳城东的章邯主力，章邯判断错误，竟被击败，只好往西再撤项羽以己方兵力不足，不敢坚守，不久濮阳又为章邯率军夺回，并加深城沟强化防卫力量项羽和刘邦也不敢硬攻，乃向北收复定陶城以为对峙。
濮阳之役后，项梁再也不畏惧章邯的黑衫军团了。
这时候，在东阿城解围的田荣，也率领自己军团包围齐国京城临淄。
由于田荣军以强悍著称，并颇得齐国大部分长老支持，齐王假不敢敌，乃逃奔楚国。田荣仍立四儋子田市为齐王，自为宰相，并以弟弟田横为大将。
项梁主动欲结交田荣，并建议齐、赵、楚组成正式联盟。但田荣要求项梁杀害田假，赵国杀害投奔的齐将田间，均遭到拒绝，田荣也大怒，不肯参与联盟。
秦廷内斗，赵高夺权
任用章邯后的意外成功，使赵高又恢复了夺权的自信，他不但专恣朝政，并排除异己，以私怨诛杀不服从自己的大臣数名。
为担心大臣们直接向胡亥陈情，赵高重复晚年孤立始皇帝的旧智，他对胡亥表示：
“天子所以能显现其尊贵，在于只让人家听到声音，即使大臣们也不见其面而且陛下还年轻，很多方面的经验尚不足，如今公然坐在朝廷上，万一举止言语有所不当，必为大臣们所看轻，这如何能发挥天子的英明形象于天下呢？因此陛下不如深居于禁中，由臣和侍中们私下先行研讨，让事情有较深度掌握再作决策，如此，大臣们不敢随便以疑难事禀奏，陛下也不会暴其短，天下共称圣主矣！。”
胡亥用其计，便常居于禁宫中，很少再上朝廷主政，一切由赵高和侍中传达圣意，天下大事因而都取决于赵高。
不久，赵高探知宰相李斯急于有重要事件要禀告皇帝，便先行假意到李斯府垌示：”
“关东地方盗贼多起，当今皇上却仍急于征劳役以建筑阿房宫，收聚狗马等无用之物，浪费公帑臣本欲功谏之，但职位不够，人微言轻，这不正是宰相您应做的事吗？为何不赶快劝谏皇上呢？”。
李斯不疑有他，也坦然表示：
“是啊我早便想劝谏皇上，只是皇上最近均不上朝，常居于深宫中，我想讲的话根本传达不到，想见皇上也没有机会啊。”
赵高说：“的确只有宰相您才有资格上谏啊！这事由我来为君侯安排吧！只要有机会，立刻会派人来向您报告。”
于是，赵高故意等胡亥正和嫔妃做爱时，派人向李斯报告：
“陛下现在正有空闲，可立刻前往奏事。”
李斯立刻整装到宫前，却不得见，想起机会难得，乃连续3次呈报，欲求上见。
胡亥为此大为生气：
“我平常闲着无事，丞相不来晋见，如今我正忙着，丞相偏偏来干扰我，这哪里是真正有事，不过故意冲着我来的吧！”
赵高立刻煽火表示：
“当年在沙丘密谋（指违背始皇遗言事），丞相扮演重要角色，如今陛下贵为皇帝，但宰相却仍为宰相，心中自有不满，想必他也想陛下裂地分封他为王吧！而且陛下若不提起，臣也不敢直言这件事，丞相的长子李由为三州太守，而楚国大盗陈胜等均是宰相故乡附近人氏，是以楚盗盛行时，三川太守竟不主动出击，任其坐大臣更风闻他和盗贼还有文书往来，因为没有证据，故一直未曾禀告况且宰相如今在朝廷上，威权更甚于陛下。”
胡亥听信其言，想拘提李斯，但又恐没有罪证，乃先下令派人调查三川太守李由与盗贼互通文书之事。
李斯也立刻获得情报，才知道赵高故意陷害，乃立刻上书，直言赵高的阴谋。
“从前田常为齐简公宰相时，窃取主上恩威，下控有百姓，上取得群臣，因而能够弑杀简公，窃夺大权，此天下人共知矣。如今赵高也有此野心，其违法之行为、私取之财富，早已超过田常之于齐国，而且其欲无穷，仍在设法谋夺主上威权，或许将会效法韩起之陷害韩安以夺取政权的行为。陛下如不立刻调查，臣恐怕即将发生巨变矣！”
二世接到谏言后，仍无法省思，反而责怪李斯：
“这是什么话呢？赵高不过是个宦官，怎可能有什么异志或违法行为？他洁行修善一向为人所共知，因而素有忠名，谨慎执行其职权，颇得我的信任，宰相为何反而疑心之？而且朕不信任赵高，还有谁可信任呢？赵高为人，精廉强力，下知人情，上能适朕，请君不必再疑心了！。”
由于李斯在朝廷上仍拥有大权，胡亥担心他会将赵高强行治罪，于是私下将李斯的控诉告知赵高。
赵高也先下手为强，表示：
李斯父子遇害，赵高独揽大权
章邯虽能击溃陈胜，但项梁大军渡河后，叛军的声势更大，诸侯并起，关东早已不再属秦王朝统辖了。
前线要求增加军援，但由于劳役太多，兵源不易集中，于是右丞相冯去疾、左丞相李斯、将军冯劫共同进谏：
“关东群盗并起，朝廷虽一再发兵剿讨，也歼灭了不少暴民，但贼势仍不见稍减，最主要在于朝廷征调劳役太多赋税太重，民不堪其苦，被迫附从叛贼请即刻停止阿房宫工程，并减少四方边境戍卫及运输之劳役。”
胡亥和赵高等商议后，决定乘机夺回大臣之治理大权，于是胡亥下旨表示：
“凡所以贵有天下者，便应该彻底显露其尊贵，为的是让天下人服从皇帝之法令，使在下者不敢为非，四海皆以臣服也夫帝舜、大禹等贵为天子，自己却穷苦得连百姓都不如，怎能宣扬法令之尊贵呢？何况先帝原本也起于诸侯，兼并天下后，外攘四夷以安定边境，建筑宫室是为彰显其统有天下之大志，君等对先帝之功业应有目共睹今朕方即位二年，却群盗并起，君等不能禁，反欲推翻先帝之政策这样子不仅上无以报先帝，次者又无以为朕尽忠，如此的大臣，哪有资格继续在位执政！。”
于是将冯去疾、李斯、冯劫等拘捕，罢其职，使吏治其罪。冯去疾和冯劫见大势已去，不愿受辱，遂自杀。
只剩李斯还监禁在狱中，胡亥令赵高审理赵高借口李由谋反，将李斯之宗族、宾客全部逮捕更下令，以重刑逼供，李斯受不了痛苦，乃假装伏罪。
其实，李斯所以忍辱偷生，乃因自负其辩才无碍，而且对朝廷有大功，又实在没有反叛之心，因此欲上书胡亥表明心意，希望皇帝能及时醒悟，赦免其罪。
他在狱中上书表示：
“臣为秦国宰相，治理万民已达三十余年起初秦国国土陕隘，不过千里，兵数十万，臣尽力而为，一方面阴行谋臣，资之金玉以游说诸侯；一方面暗中编练甲兵，加以精神教育，强化其战斗力，并尊崇有功大臣，终于兼并六国，虏其王，统有天下，建立秦王朝接着又北逐胡、貉外族，南定百越，使秦王朝称霸于天下；平斗斛、度量、文章，建立制度，使秦王朝之政务顺利推动，如果这也都是臣的罪过，这样子臣倒该早被判处极刑了幸而先帝认为臣仍有可用之处，才能留臣至今天的啊！这些事实请陛下再详加审察之。”
赵高却下令狱吏弃其上书，不得禀奏，并厉声斥责：
“阶下囚哪有资格上书皇帝呢！”
唯恐夜长梦多，赵高派遣其宾客数人，假扮成御史、侍中及皇帝特使，轮流去审讯李斯，李斯以实情答之，但立刻遭到严厉杖击，久而久之，便不敢再讲真话了这时候，赵高再鼓动胡亥派人提审李斯，李斯以为会和以前的审讯相同，不敢再讲真话，只得伏罪，特使乃呈报胡亥定案胡亥也很高兴地表示：
“如果不是有赵高，差点便被宰相出卖了。”
这时候，三川太守李由也为楚军攻破，李由被杀，使者回报胡亥，赵高便牵强附会，表示李由已向楚军投降胡亥大怒，便判定李斯以五刑，腰斩于咸阳。
李斯被拖出狱中，和其次子同时被绑在全家族的前头，李斯回头对次子说：
“我想与你再牵着黄狗到上蔡东门外打猎，都不可能做得到了！”
父子相拥而泣，李斯后悔参与沙丘之谋，以致有此三族同时被抄斩的悲剧。
宋义断言，项梁必败
秦朝廷的大变局，对前线的士气自然多少会形成打击，特别是主将章邯对赵高一向便无信心。
因此，当项梁大军北上时，章邯有一阵子似乎无心抗敌，是以东河之战和定陶之役，秦军都以较多兵力而败于楚军之手。
章邯只得将军队撤退到雍丘以西，并急速向朝廷请求增援。
就在这时候，项梁派出项羽和刘邦的联军，在雍丘大破三川守军李由军队，李由当场殉职。
由于秦军的节节败退，更坚定项梁对自己指挥能力的信心。
但楚军中却有一个人对这种情势独持不同看法，并且颇为担心，那便是随着楚怀王投入项梁阵营的原楚国长老宋义。
宋义出身楚国名门，家族中曾有不少成员出任过楚国令尹宋义本人的才气也不低，尤其是对楚国的军政组织极为了解，因此受聘为楚怀王的首席军师。
这时候，宋义年事已很大，满头白发更显得深富于智慧。
项梁对宋义的身世和才能颇为嫉妒，如果不是因为宋义年事已高，项梁或许还要对他特别排斥。
因此两人表面和睦，其实一直便是明争暗斗着。
富于协调性的范增，极力说服项梁让宋义出任为位尊却无权的令尹，希望以宋义的声望拉住散布各地的楚国贵族的心。
宋义还算顾全大局，对项梁虽有不满，但仍全心全力扶持着重建的楚怀王政权。
楚军北渡淮河时，宋义也以怀王特使的身分，在军中负责协调刚新加入的各部落楚军。
由于行营经验丰富，宋义对章邯的战术深感兴趣，曾花不少时间在观察研究上。
当项梁将大本营迅速北移至定陶时，宋义大为紧张，他判断章邯善于集结兵力，可能会乘项梁大意中采用突击战术况且楚军的主力部队过分深入，是非常危险的。
项梁对宋义一向存有戒心，自然难以接受其警告，不但未曾强加戒备，反而经常带领少数亲信微服上前线视察，显示其“无敌将军的气势。”
宋义看在眼里，更为担心，他曾找范增要求协助，但范增深切了解项梁的个性，何况宋义又是楚怀王的人，是他建议采用的，劝谏根本无效，因此也婉拒协调。
项梁对宋义的干扰，愈觉不耐，便派他出使齐国，联络田荣以共同由东北方夹击章邯。
宋义行至半途中，正好遇上齐国的使者高陵君田显，他私下告诉田显：
“您是否要前往拜见武信君（项梁）？”
“是啊”。
“我看武信君近日来骄兵轻敌，迟早会为章邯所败。您最好慢慢前往，以免死于兵乱中，若火速前去，或许正好赶上兵败之灾祸啊！”
田显深知宋义之能，便听其言，驻营在半途中。
项梁在前线的举止，章邯自然充分的掌握，对楚军的猛勇善战，章邯有深入的体会，因此一直不敢对项梁的外围军营采取主动袭击。
他一方面向咸阳城要求更多的军援，一方面集结军力，准备突击项梁的大本营他派遣探马详细记录项梁行动，也得知项梁经常微服巡视前线。
因而，他有意隐藏兵力，让项梁和其将领们更加大意，同时也暗中规划好兵力分配，由一组突击队从后方切断项梁微服出巡的归路，自己则率主力突击定陶的楚军大本营。
在一个夜黑风高的晚上，章邯下令发动奇袭。喜欢夜间巡视的项梁正在归途中，遭到秦军部队的突击，就在措手不及之下，项梁和其亲信全部阵亡。
临危授命，项羽显将才
原属先锋部队的项羽和刘邦联军，正在攻打章邯主力左侧的外黄，由于连月大雨，军事行动不利，项羽乃将大军移往陈留，就在这个时候，接到了项梁主力被击溃、项梁本人阵亡的噩耗。
项羽原本不相信，但随后范增率领残余部队前来投奔，在悲愤中，项羽仍冷静地接受范增的建议，主动扛起善后的工作，编集溃散中的楚军部队。
项梁遽逝，楚军上下大为震动，项羽主动安抚，颇得军心。
为重行巩固楚军的防御阵线，项羽下令在西线的将军吕臣立刻引兵东回；为缩小战线，他又将楚怀王自盱眙引入彭城，并以彭城为京都。