汉王挑好吉日，先斋戒三日，到了正日就由萧何带领文武百官齐集王宫，专候汉王，而后直抵坛下。萧何捧上符印斧钺，由汉王亲自交与韩信，拜为大将。第二天，韩信升帐阅兵，定了数条军规，号令三军严格遵守。大小将士虽有不满，但碍于他兵权在手，只好勉强遵守。此外，韩信还亲自监督操练，一边讲解一边比画如何排列阵势，种种阵法都是樊哙、周勃等大将从来没有听说过的，他们这才知道韩信并非等闲之辈，从此以后都对他心悦诚服，礼让三分，对他的命令严格执行。不久选定汉王元年（前206年）八月吉日，出师东征。当天，汉王问韩信有何良策，韩信答道，明修栈道，暗度陈仓（在今陕西宝鸡）。汉王不禁鼓掌："君所言果与张良相合。正所谓英雄所见略同啊。"于是，汉王派几百名兵士假装去修栈道，而自己与韩信一道悄悄去了南郑（在今陕西西南边陲），只留下萧何留守，征税收粮，接济军饷。
时值仲秋，天高气爽，将士们归心似箭，日夜兼程由故道直达陈仓。章邯原本奉项王密诏，堵住汉中不让汉王出来。不过他总以为汉王东出必经栈道，可栈道未修好，即使他有千军万马也无法通行，所以没做任何防备。不久探子回报说，数百名汉兵正在修栈道，章邯笑着说："那么长的栈道，烧时容易筑时难，何况就区区几百人，怎能济事？汉王现在想要东归，当初又何必烧绝栈道？简直是愚笨之极。"后来有传闻说汉王拜韩信为大将，章邯便派人去调查此人底细。得知韩信是胯下无志之徒，更是大笑："胯下懦夫也配做大将？怪不得汉王行事如此愚笨，先烧后修，看他猴年马月能修好。"于是更加轻视汉王。
到了八月中旬，忽有急报说汉兵已经抵达陈仓。章邯还认为是谎报军情，对左右说："栈道没修好，汉兵从何处出来，难道还会长翅膀飞出来？"话是这么说，章邯还是派人去打听虚实。没多久，果然有陈仓的逃兵来报说，汉王亲率大军占据陈仓，不久就会攻打过来。章邯对于汉兵是怎么过来的还是百思不得其解，事已至此，只好亲自带兵拦击。一路过去，只见逃兵不见难民。原来汉兵所经之地，不准扰民掠民，百姓安定，不致流离失所。章邯收集逃兵，与汉军在陈仓决战。两军对阵，汉兵积愤已深，好似猛虎离山，锐不可当。章邯的部下，本因他是降将就怀恨未消，勉强隶属，此时怎肯为他冒死拼命呢？所以开战不久，大部分兵士已四散逃溃。章邯败走好時（今陕西乾县东），汉兵紧随其后。汉兵势如破竹，区区好時怎能抵挡汉兵东归的脚步？不出几日，这座城池也被攻陷，城中百姓，无一反抗，情愿归顺，汉王号令三军不准伤害民众，当日平定此城。
章邯退守废邱（在今陕西兴平），韩信得报说废邱久攻不下，便亲自到废邱城外观察地形，想到了破城的方法。一日深夜，章邯忽然听到城中的兵民大乱，慌忙出来巡视，但见平地上面陡生起数尺河水，没多久，水势便越涨越高，不可控制。章邯看这种情形认为也坚守不了多久，就携全家逃奔，最后无路可逃，自杀身亡。离奇的是，章邯一逃，城里的水势立即退去。原来废丘两面环水，自西北流向东南，韩信令兵士堵住下游，水势无处储积涌入城中，待章邯离去，疏通下游水势，河水奔流而去，城中便滴水不留。经此一战，章邯的封地尽为汉有。
