（阎）乐将吏卒千馀人至望夷宫殿门……麾其兵进。二世自杀。阎乐归报赵高，赵高乃悉召诸大臣公子，告以诛二世之状。
——《史记·秦始皇本纪》
秦二世三年（前207年）七月，在会集各路义军之后，刘邦开始商议攻打武关事宜。然而，就在这个时候，刘邦集团内部却发生了问题，原因便是王陵虽然前来归附，但却并不愿意追随刘邦入关。
王陵作为沛县豪族，虽然早在刘邦担任泗水亭长时两人便已经相熟，但王陵却与同为豪族的雍齿更为交好，而十分看不起刘邦那种小混混的做派，即使刘邦一直将王陵当做大哥侍奉，两人的关系也始终算不上多么亲近。
在刘邦于沛县起兵时，王陵也招募了一些乡勇，由于当时沛县义军以刘邦最为势大，王陵便也归入了其麾下。不过，王陵却并不甘心被刘邦这个自己曾经看不起的小混混凌驾于自己之上，因此王陵虽然名义上算是刘邦的部下，但实际上他所率领的义军，却是一股相对独立的武装。
雍齿背刘降魏后，王陵便也脱离了刘邦的队伍，加入了魏王魏咎的麾下，并奉命率兵北上平定东郡的魏国旧地。后来，章邯率兵东进，魏王魏咎兵败自杀，章邯随后又率兵北上东郡，王陵自知不敌，便又率军向西退走，并最终一路转向西南，进入了南阳郡。
由于南阳郡紧邻武关，乃是秦国的防御重点，难以生存的王陵便又南下南郡，并在此遇到了同样率领义军的戚鳃，两人遂合兵一处，逼降了南郡的西陵县。
自脱离刘邦的队伍以来，王陵转战各地，但势力始终没有什么发展，如今也不过控制着南郡的几个县，而刘邦则不然，不仅被楚王熊心封为了武安侯，以砀郡长的身份执掌一郡事务，领兵西征以来队伍更是不断扩充，两人的差距已经越拉越大。
当得知刘邦率兵进入南阳郡后，戚鳃劝说王陵前去依附，王陵虽然极不情愿，但也深知仅凭自己手中的兵马，不仅难以打开局面，甚至就连生存也是愈发困难，万般无奈这才与戚鳃便又北上归附了刘邦。
刘邦一路西进，虽然通过收拢各路义军，使得军事实力迅速增强，但也导致他麾下军队的成分十分复杂，更像是一个由各路义军组成的军事联盟。
虽然大家名义上都受刘邦的节制，但除了出自丰沛和砀郡的刘邦嫡系军队外，也有不少郦商、梅鋗这种相对独立的军队。为了确保麾下各股势力有足够的向心力，刘邦平日里也不好对他们进行严加约束，甚至就连态度都不敢太过强硬。
因此，对于王陵这种公然违抗命令的行为，刘邦虽然恨不得杀了他，但表面上还是只能装作若无其事的样子，同意了他的请求，让王陵和戚鳃继续留守南阳郡，攻打其他尚未投降的南阳郡属县。而为了防止二人倒戈，切断自己的退路，刘邦又以支援两人作战为由，留张平率兵驻守南阳郡。
张平是砀郡单父县人，早在一年前刘邦平定单父县时，便跟随了刘邦，乃是刘邦的嫡系将领。刘邦如此布置，便可使张平、王陵和南阳郡守吕齮三方势力互相牵制，从而确保南阳郡不脱离自己的掌控。
相较于王陵，戚鳃却是真心投靠刘邦，见到王陵不愿跟随刘邦入关，而刘邦又将自己和王陵留在了南阳郡，戚鳃知道刘邦这是将自己和王陵视为一体了。为了取信于刘邦，戚鳃选择了联姻的方式，请求将自己的女儿嫁给刘邦为妾。
对于本就好色的刘邦来说，能够以联姻的方式来巩固双方的关系，他本就十分乐意，更何况一路西行征战数月的他，身边始终始终没有女子相伴，心中早已瘙痒难耐，而戚氏又确实貌美，刘邦哪有拒绝的道理，当即便将戚夫人纳为了妾室，让其跟随自己入关，但却依旧将戚鳃留在了南阳郡，让他牵制和监视王陵。
解决了王陵的问题后，刘邦为了能够顺利攻入关中，又实行分兵之策，在自己率领主力直逼武关的同时，又派遣郦商率领本部兵马，逆汉水而上，自旬关攻打汉中郡，以牵制关中兵力，防止秦廷全力支援武关。
商量已定，各路大军分别出发，刘邦也率军向西开拔，先破析县，然后陈兵于武关外，派魏人宁昌出使秦国。
此前，赵高为了掌权，不仅以保持神秘树立皇帝权威为由，让胡亥深居宫内，隔绝了他与外界的联系，还多次对其表示“关东盗毋能为也”，捏造秦军击败叛军的战报，让胡亥安心享乐，不必因为叛乱担心，放心将军政大权托付给自己。。
在赵高的蛊惑下，秦二世胡亥犹如瞎子、聋子一般，对于天下形势的恶化毫不知情，直到刘邦攻入南阳郡，才有人偷偷将真实的消息告知了胡亥。当胡亥听说秦军兵败巨鹿，山东六国纷纷复国，关东之地尽皆叛秦以应诸侯等消息后大为惊骇，急召赵高入宫议事。
在宫中遍布耳目的赵高，很快便得知了胡亥召见自己的原因，担心事发遭到严惩的他，面对胡亥的召见，根本不敢前往，只能以生病不能前去为由搪塞。
赵高深知，一旦胡亥发怒，那可是真的六亲不认，为了避免遭到清算，惶恐之下便决定发动政变，杀死胡亥以绝后患。
此时的赵高虽然大权在握，党羽遍布朝堂，但他也知道，并非所有朝中大臣都真心追随自己，为了确保政变的顺利，赵高便又策划了“指鹿为马”事件，彻底清除了朝中的异己。
就在赵高谋划政变之际，刘邦的使者宁昌抵达了咸阳。当时，由于赵高将胡亥与外界隔离，无论是谁想要见到皇帝，都要经过赵高的同意，因此宁昌抵达咸阳之后，便立即前去拜见赵高，请求入宫面见皇帝胡亥。
得知如今刘邦已经陈并于武关之外，此前已经因为叛军肆虐，遭到胡亥派遣使者斥责的赵高，哪敢让宁昌见到胡亥，于是他假意答应会替宁昌尽快安排觐见，并命人好生安顿和招待宁昌。
待到宁昌离开，赵高连忙找来弟弟赵成和女婿阎乐，决定加快政变的步伐。
次日，阎乐率领士卒千余人，来到了秦二世胡亥斋戒祈福的望夷宫门前，负责戍卫的卫令仆射见阎乐带兵前来，忙问何事。阎乐却并不作答，命令手下将其绑缚起来，然后骂道，“盗贼已经入宫，你为何不阻止？”
卫令仆射闻言，却是满脸不解的说道，“宫殿四周皆有卫队驻扎，昼夜巡逻，哪里来的盗贼？”
阎乐怒道，“你还敢狡辩”，说罢不等对方多言，便顺手一刀将其杀死。
见到长官被斩，其余卫兵不敢再阻拦阎乐，阎乐遂以入宫擒贼为由，率军闯入宫中，宫内宦官、卫士见状，纷纷惊慌逃窜，仅有的几个拼死阻拦的卫士，也因寡不敌众而被杀死。
在宫中作为内应的赵成得知阎乐已经入宫，连忙带领他来到了胡亥所在的宫殿外，然后命人弯弓搭箭，向殿内乱射一通。
一支飞箭穿入秦二世的坐帐，胡亥惊坐而起，急呼左右护驾，左右侍从卫士见到箭矢乱飞的景象，听到皇帝呼喊非但不敢上前，反而全都向殿外逃命。
胡亥为躲避箭矢，转身跑进卧室，回顾身旁，却只有一个宦官跟随。秦二世对他说，“你为何早不告诉我，以至于弄到这种地步！”
宦官回答，“臣不敢言，才能偷生至今。否则，早已被杀身死了！”
听到殿内再无动静，阎乐带兵冲入殿中，命人搜寻胡亥下落。在属下禀报胡亥在卧室后，阎乐来到胡亥面前，指着他破口大骂道，“足下荒淫无道，滥杀无辜，天下已共叛足下，请足下速作打算！”
秦二世见到杀气腾腾的阎乐等人，颤颤巍巍的问道，“是谁派你来的”。
阎乐也不隐瞒，回答乃是丞相所派，胡亥闻言连忙说道，“能让我见丞相一面吗？”
阎乐却是冷笑一声道，“不行！”
胡亥闻言，额头冷汗直流，又说，“按丞相之意，必是要我退位。我愿得一郡为王，不敢再称皇帝，行吗？”
阎乐摇了摇头，冷声道，“不行！”
胡亥又抱着最后一丝希望，颤声问道，“既不许我为王，就作一个万户侯吧。”
阎乐依旧是面无表情的回答道，“不行！”
胡亥意识到赵高这是要杀死自己，一时面如死灰，呜咽着苦苦哀求道，“请丞相饶我一命，我愿与妻儿同为黔首（即普通百姓，秦代尚黑，百姓以黑巾裹头）。”
阎乐却是毫不理会，上前一步说道，“我奉丞相之命，为天下诛陛下。你多说也没有用，不杀你我没法交差！”
说罢，便拔刀向着胡亥走去。胡亥自知难免一死，遂拔剑自刎。
阎乐上前查探一番，确认胡亥已死，这才出宫向赵高禀报。赵高得知消息，匆匆带人赶到现场，只是淡淡看了一眼倒在血泊中的胡亥，便径直上前摘下了胡亥身上的玉玺。
拿到象征权力的玉玺后，赵高派人召见群臣，自己大步走上殿去，来到群臣面前，高举手中的玉玺，声称自己代表上天诛除暴君，宣布胡亥已经伏诛。
赵高原本打算仰仗着自己的权威，以及拥有的嬴姓赵氏血统，在杀死胡亥之后取而代之，然而当他宣布准备登基仪式后，却发现并未出现想象中的朝贺景象，群臣全都低头不语，对他报以无声的反抗。
赵高见状，只好暂时收起了自己的皇帝梦，轻咳一声后表示，准备登基大典，并非是自己要登基为帝，而是要从嬴氏子孙中选一人，拥立为新帝。
由于胡亥即位以后，对兄弟姐妹展开了血腥屠杀，此时秦始皇一脉已经彻底绝嗣。在胡亥的血腥屠杀下，嬴姓宗室全都战战兢兢，只有子婴在胡亥囚禁蒙恬、蒙毅兄弟后，劝说他不要诛杀他们。
因为事起仓促，赵高一时间也想不起其他宗室的名字，只好向群臣宣布将迎立子婴。
不过，赵高却也给自己留了一手，他说道，“秦本来只是诸侯，始皇统一天下，所以称帝。如今，六国各自独立，秦国地方更为狭小，竟然以空名称帝，这样不行。应该像以前一样称王才合适。”
于是，赵高让子婴进行斋戒，然后到宗庙参拜祖先，接受传国玺，继承国君之位。
在子婴进行斋戒，准备即位的同时。赵高将胡亥已死的消息告知了宁昌，并派人与宁昌一同前去拜见刘邦，告诉他祸乱天下的秦二世胡亥已死，秦国愿去除帝号，子婴只称秦王，并称自己愿意和刘邦平分关中。
刘邦接到赵高送来的消息，又找来张良商议，两人考虑再三，总觉得这是秦廷的计策，因此选择了置之不理，决定还是先破关再说。
秦二世三年（前207年）八月，刘邦开始率军对武关发动进攻，然而武关作为秦国东南的重要防线，关隘的防御工事凝聚了数代人的心血，又岂是那么容易攻破的，刘邦猛攻十几天，武关仍然没有任何被攻克的迹象。
这时，巨鹿战场又传来消息，秦将章邯已经投降项羽，项羽正在率领诸侯联军西进。
“巨鹿之战”后，陷入绝境的章邯派人向项羽议和，然而项羽却只接受投降，而不接受求和，以致双方陷入拉锯之中。
在此期间，项羽数次派兵渡河攻打章邯，试图迫使其投降，然而由于章邯防守严密，项羽虽然多次取胜，却无法使其伤及根本。
楚军粮草本就不多，虽说在击败解除了巨鹿之围后，得到了一定补给，但也根本经不起数万军队的消耗。眼见粮草将要耗尽，项羽不得不接受了章邯的请和。
秦二世三年（前207年）七月，章邯与项羽在在洹水南殷虚上相见，并订立盟约。之后，项羽立章邯为雍王，以司马欣为上将军，率领秦军为前部，自己则统率诸侯联军为中军主力，起兵向关中挺进。
得知项羽统兵数十万西进，刘邦更加坐不住了，连忙找来张良商议对策，张良认为继续强攻或许能够攻克武关，但必然耗时不短，如果想要尽快拿下武关，只有想办法招降武关守将这一条路可走。
当此情形，也无其他办法可想，刘邦只好选择一试，遂派郦食其和陆贾前往武关劝降。同时，命令留守后方的萧何等人率兵前往武关增援，为劝降失败后的强攻做准备。