项羽乃悉引兵渡河，皆沉船，破釜甑，烧庐舍，持三日粮，以示士卒必死，无一还心。于是至则围王离，与秦军遇，九战，绝其甬道，大破之，杀苏角，虏王离。涉间不降楚，自烧杀。
——《史记·项羽本纪》
在刘邦率兵西进南阳郡之际，巨鹿战场也已经分出了胜负。
当初，刘邦率兵西进的同时，项羽也随宋义领军五万北上救赵。然而，宋义领军行至邯郸郡的安阳县后，却就此停兵不前，而这一停就是四十六天。
宋义停兵不前的原因很简单，他自己手中只有五万人马，而对面却是足足超过三十万的秦军，面对六倍于己的敌人，宋义实在没有主动进攻的资本。宋义刚刚被提拔为将军，巨鹿之战乃是他执掌兵权以来的第一战，对于他树立威望十分重要，不由得他不谨慎。
实际上，不仅宋义面对庞大的秦军不敢轻举妄动，燕国臧荼、齐地田都、齐地田安等援赵的各路义军，也都是停兵于巨鹿战场外围，不敢贸然参战。甚至就连赵将陈馀，也只是驻军于巨鹿城北，只是牵制王离围城的大军，而不敢轻易出兵解围。
由于援军迟迟不到，巨鹿城危在旦夕，张耳派遣张黡、陈泽去向陈馀求援，希望他能尽快出兵帮助巨鹿解围。然而，陈馀却认为，自己虽然收拢了数万军队，但仅凭自己手中这些新军，根本不是秦军的对手，即使回援也不过是“以肉委虎，徒尽亡军”，自己如今驻军于巨鹿以北，还可牵制秦军，使其不敢全力攻城，若是自己这支军队也被葬送，秦军全力攻城，那才真的是大势已去了。
可是，面对至交好友张耳派来的使者，陈馀又不能置之不理，万般无奈之下，只好勉强抽出五千援兵，由张黡、陈泽统领回救巨鹿，结果这五千人连个浪花都没能激起，便全军覆没了。得知消息，各路援军更是不敢轻举妄动了。
项羽眼见大军如此空耗钱粮，尤其是在得知刘邦率军西进一路势如破竹的情况下，心急如焚的他连忙前往拜见宋义，劝道，“如今秦军围攻巨鹿甚急，应该火速领兵渡河，如此楚国在外攻击，赵军在内接应，秦军必败”。
宋义闻言，却是笑着摆了摆手，说道，“不然，要击打牛身上的牤虫，就没必要太过在意虱子。如今秦军攻赵，即便打赢了也必然将士疲惫，到时候我们便可趁秦军疲惫之机发动进攻；如果秦军不胜，那我们便可立即率军西进，这样必然能够一举灭秦。因此，不如先让秦赵两军相斗。冲锋陷阵我不如将军，但运筹帷幄，将军却不如我。”说罢，便将项羽赶出了帅帐，并下令全军，“凡是有敢违抗军令擅自出战者，一律处斩！”
秦二世三年（前208年）十一月，宋义派遣自己的儿子宋襄前往齐国为相，为此不仅亲自将他送到无盐，还在回营后大摆宴席招待宾客。
项羽因为屡次劝说宋义无果，本就心生怒气，又见天气寒冷，天降大雨，士兵们又冷又饿，而宋义却在军中饮酒作乐，心中更是恼火。在自己部下面前埋怨道，“本当合力攻秦，却长期滞留不前。而今天下连年荒歉，百姓困顿，士兵吃的是蔬菜拌杂豆子，军中没有存粮，他却还要摆设酒宴盛会宾客，不领兵渡黄河，取用赵地的粮食作军粮，与赵军合力击秦，却说什么‘乘秦军疲惫之机发动进攻’。
以秦军之强生攻打刚刚建立的赵国，势必会取胜，赵国被攻占，秦军将会更为强大，哪里还有什么疲惫的机会可乘！况且，我军新近刚刚吃了败仗，楚王坐立不安，集中起全国的兵力交付给将军，国家安危，在此一举。现在他不体恤士兵，而去屈从于一己私利，哪里像个以国家为重的忠臣。”
项羽部将闻言，便劝说项羽不如杀了宋义夺取兵权，然后出兵攻秦。闻言，项羽默默看了一眼那个部将，然后便陷入了沉思，良久之后才缓缓点了点头。
次日清晨，项羽前去拜见宋义，趁着宋义宿醉未醒，一刀将其斩杀，然后提着宋义的头告诉将士们说，“宋义想要联合齐国谋反，楚怀王暗中命我将其斩杀。”
将士们大多对宋义心存不满，闻听此言，纷纷推举项羽暂代上将军，即使有那不服之人，但眼见宋义已死，慑于项羽之威，也不得不赞同附合。之后，项羽派遣桓楚将此事告知楚怀王，熊心得知消息，暗骂宋义无能，但事已至此，他也只能接受现实，于是派人任命项羽为上将军，统领楚国援赵军队。
夺取兵权后，项羽派遣当阳君英布和蒲将军率领两万士兵渡河，多次攻打章邯给王离输送粮食的甬道，想要切断王离军团的补给，但因秦军数量太多，收效甚微。赵将陈馀遂请项羽再次发兵，项羽于是率领全军渡河，破釜沉舟，全军只携带三天粮食，以必死的决心向秦军发动进攻。
项羽率军向章邯军团与王离军团的结合部接连发动进攻，与秦军先后大战九次，迫使章邯军团向南收缩，从而彻底切断章邯军团与王离军团的联系，切断了王离的补给线。