韩信指挥汉军将士，日夜操练，没过多久，便军容整齐，壁垒一新。将士们见他确有抱负，不同寻常，不由得暗自钦佩，高高兴兴地听他指挥。
汉王元年八月，汉军挥师东进。汉王早有张良定计，叫他明修栈道，暗度陈仓（今陕西宝鸡市）。汉王又问韩信，韩信的计划竟与张良不谋而合，喜得汉王说：“真是英雄所见略同！”
汉军静悄悄离开南郑，韩信下令，命樊哙、周勃、夏侯婴等带少数人马，先去修复栈道。此时，项羽正被东方的战乱所牵制，无暇西顾。韩信向汉王建议：“关中虽有雍王章邯、翟王董翳和塞王司马欣把守，但他们兵力单薄，又不受秦民拥戴，如无项王支援，必难立足，我们应乘其不备，立足未稳，先取关中，然后直取项王。”汉王依议而行，并悄悄调回樊哙、周勃、夏侯婴几员大将，准备带兵出战。
正值秋高气爽季节，汉军将士都急于东归。大将军命令传来，人马很快进抵陈仓。雍王章邯本奉项王密嘱，堵住汉中，作为第一道门户。此时闻知汉王已拜韩信为大将，正在督修栈道，不日出兵。他便大笑道：“既想出兵，何以又烧栈道？现在重修，栈道三百里，净是悬崖峭壁，何年何月，方能修成？真笨贼也。”说完，又问韩信何人，左右忙将韩信的历史对他说明。他复大笑道：“胯下庸夫，有何将才。”于是毫无防备。一日，忽有陈仓败兵，逃至废邱，报称汉军夺了陈仓，杀死戍将，不日即兵临城下。章邯方知中了明修栈道，暗度陈仓之计，慌忙引军迎战，顶头碰上樊哙，布阵厮杀。汉军积愤已深，一经对垒，勇不可当，直杀得章邯顾头失尾，节节败退。汉军乘胜追击，不料章邯收拾残兵，又二番反戈冲杀过来。韩信一见，调出汉军左右两翼，策应前锋。前锋樊哙，左翼主将灌婴，右翼主将周勃，皆为汉军著名大将，夹攻一个章邯，叫章邯如何抵敌？结果章邯几乎断送了性命，带着残兵退回废邱，紧闭城门，高悬吊桥。然后派人向董翳和司马欣求救，谁知那二王一听韩信大名，早吓得魂不附体，如何敢动。
汉军势如破竹，很快占领了关中大块土地。韩信不失时机，派周勃、灌婴等大将去攻取咸阳，卡住章邯东逃的去路，然后发兵围攻废邱。他取出萧何提供的地图仔细查看，见废邱面临渭水，防守严密，决定智取，不予强攻。他首先命令樊哙等部到渭水下游截流。水不下泻，很快猛涨，如万马奔腾，涌进废邱城内，城内顿时乱作一团。章邯见势不妙，急忙出北门而逃。韩信马上又命樊哙放水，挥军直追章邯。章邯失了城池，前无去路，后有追兵，勉强一战，不免惨败，自觉已到绝处，便拔剑自刎了。翟王董翳、塞王司马欣，本都是章邯手下的属将，闻知章邯兵败自杀，便先后向汉军投降。这样，三秦之地，不到一月全归了汉王刘邦。
三秦平定之后，赵相张耳不久也西行入关，投顺汉王。汉王刘邦调集56万人马，浩浩荡荡直取彭城。项羽闻讯，亲自率领3万精兵，回师灵壁（今安徽宿县西北），在睢水大破汉军，汉军死伤枕藉，睢水为之不流。刘邦只带领几十人逃出重围。
刘邦退到下邑，惊魂未定，便对群臣说：“关东地区我不要了。谁能立功破楚，我就把关东平分给他。你们看谁行？”谋士张良说：“你手下的将领，只有韩信可以当此大任，独当一面。”
在这严重时刻，韩信收集兵将，跟刘邦在荥阳相会，屡次打败项羽，使楚军不得西进。
汉军彭城兵败之后，原先投降汉王的司马欣、董翳这时又背叛了刘邦，投降了项羽。原先归附汉王的齐王、赵王也同项羽讲和。汉二年六月，魏王豹告假回归故里，探望病中的母亲。结果，一回到平阳，他就绝断了临晋关（今陕西大荔东），并与项羽订立盟约，背叛了汉王刘邦，局势十分危险。
到了八月，汉王任命韩信为左丞相，率兵攻打魏王豹。魏王豹用重兵把守蒲坂（今山西永济西），阻挡汉军渡河。
蒲坂在黄河东岸，同西岸的临晋相对，是攻魏的必经之地。韩信率汉军到达临晋，见蒲坂地势险要，易守难攻，便利用声东击西的战术，迷惑魏王豹。
魏王豹见韩信在临晋布下重兵，沿岸摆列无数战船，旌旗招展，料定汉军必由此渡河。于是集中兵力，严加防守。谁知韩信暗中却在北边的夏阳（今陕西韩城南）埋伏重兵，并砍伐树木，制造了很多木瓮，用绳索连结起来，漂在水上，代替船只，作为渡河用具。
这一天，汉军出奇不意地渡过黄河，迅速占领了魏城安邑（今山西运城东）。魏王豹得报后，大吃一惊，方知中计，慌忙引兵赶到安邑，迎击韩信，结果被韩信杀得大败。九月，韩信俘虏了魏王豹，并平定了魏地，在那里设立了河东郡，使汉王的地盘扩大到今山西中部和东南部。