过了几天，项羽领兵西进屠杀咸阳城，杀死已经投降的秦王子婴，烧毁秦朝的宫室，所到之处，那是残垣断壁，哀鸿遍野。大火三个月都没有熄灭，并且收缴财宝，掳掠了一批年轻妇女，准备回到东方去。秦地的百姓非常失望，因为害怕项羽，所以不敢反抗而已。
（这里我们来说说项羽火烧阿房宫这件事:近年来，阿房宫考古队领队李毓芳认为，‘阿房宫根本就没有烧过’，2000年来人们相信的传说其实是一种误会。项羽火烧的其实是秦朝咸阳宫。西安文物保护考古所所长孙福喜说：“《史记》记载得很清楚：秦二世即位时，阿房宫“室堂未就”，因始皇“崩”，便停工，将70万劳力全赶去修秦陵。等到这年四月“复作阿房宫”，七月陈胜吴广就反了。前后就这么点时间，显然建不成阿房宫。”因此历史上有关项羽放火焚烧阿房宫的记载是不准确的。）
韩生向项羽建议，说：“关中地区，拥有险要的山川形势，在四座关塞的保护之下，土地肥沃，在此建都，可以称霸天下。”（四关：北方萧关，南方武关，东方函谷关，西方散关)
项羽看见秦朝的官室都被烧得残破不堪，心中又思念故乡而想要回到东方，就说：“得到富贵却不回到故乡，就像穿着绣花的衣服在夜里走路，有谁会知道呢！”（后世这段话成了一个成语叫锦衣夜行）
韩生说：“人们都说楚国人只是猕猴戴帽子罢了，如今亲眼所见，果然如此。”项羽听到了这句话，下令将韩生烹杀了。（沐猴而冠）
项羽派人回去报告楚怀王。楚怀王说：“那就按照约定办。”项羽怨恨楚怀王当初不肯让他和刘邦一同西进入关，却派他北上援救赵国，耽误了天下诸侯的约定，就说：“楚怀王，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。他对众人说：“天下人刚开始起事的时候，暂时拥立诸侯的后裔为王来讨伐秦朝。然而亲自身穿铠甲，手执利器，率先起事，三年来风餐露宿，消灭秦朝平定天下，依靠的都是各位将领和我的力量。只是义帝没有功劳，所以应当分出他的土地封各位为王。”
众将领都说：“好。”项羽于是分封天下，立众将领为王候。
项羽、范增怀疑刘邦有夺取天下的想法，却已经与他和解，又不想违背约定，担心诸侯背叛他，就在暗中商量说：“巴、蜀道路艰险，被秦朝贬谪的罪人都居住在蜀地。”
于是说：“巴、蜀也是关中地区。”所以项羽封刘邦为汉王，统治巴（今重庆市)、蜀（今四川成都)、汉中（今陕西汉中)三个郡，定都南郑（今陕西汉中南郑区)。
为防刘邦势力扩张，牵制刘邦，他又将陕西的关中和陕北一分为三：封章邯为雍王，定都废丘（今陕西省兴平市)，统治咸阳以西及甘肃东部地区；封司马欣为塞王，定都栎?yuè?阳（今陕西西安阎良区附近），统治咸阳以东地区；封董翳为翟王，定都高奴（今陕西延安附近）。
韩王成在旧都建国，定都阳翟（今河南许昌市禹州)。封司马卬为殷王，定都朝歌（今河南省鹤壁市淇县）。封张耳为常山王，统治赵地，定都襄国（今河北省邢台市)。封英布为九江王，定都六县（今安徽六安市)。封侯的比较多，就不一一列举了。项羽自立为西楚霸王，统治九个郡，定都彭城（今江苏省徐州市)。
刘邦听到被封在汉中的消息，气得几乎发疯，下令备战，要攻击项羽。
萧何就说了：“到汉中当王，总比死好吧。”
刘邦说：“不去汉中，为什么就会死呢？”
萧何说：“如果你不去汉中当王，执意要跟项羽作战。而我们的军队没有他多，除了死，难道还能活吗？我希望你早日到汉中，先坐上王位，然后收揽民心，选贤举能，用巴蜀的财富，平定三秦（雍国、塞国、翟国，因瓜分秦国故土，所以被称为三秦），天下仍在掌握之中。”
刘邦采纳了，任命萧何为丞相。
汉元年（前206年）四月，诸侯从戏下（戏水之下。戏水在今陕西临潼东，戏水流经骊山，注入渭水)撤离，各自回到了封国。项羽出关回到封国前，派人迁徙义帝，说:“古时候的帝王拥有方圆千里的土地，一定要居住在上游。”于是他派使者将义帝迁往长沙郡的郴?chēn?县（今湖南省郴州市)。
项羽催促义帝早些动身，群臣逐渐产生了背叛之心，于是项羽暗中命令衡山王、临江王在长江上杀死了义帝。
刘邦在前往封国前，赠给了张良很多的金银珠宝，因为张良不能够跟刘邦进入关中，他要回到自己的祖国韩国去。
项羽还派士兵三万人随行，楚国和诸侯的将士因为仰慕刘邦而追随的多达几万人（包括韩信)，从杜县（今陕西省西安市东南）往南进入蚀中。（从今陕西西安长安区子午镇南穿秦岭，到今天的陕西安康市境内)
汉军离开之后就烧毁了沿途的栈道，来防备诸侯和