公元前207年八月，刘邦兵临武关，派宁昌入关，去咸阳与赵高谈判。
此时子婴杀赵高，即秦王位。随后秦王子婴下令将赵高尸首车裂示众，并夷三族，秦人无不称快。子婴本打算只杀赵高等少数人，团结秦国所有力量抵抗刘邦军团，可是赵高曾大肆招揽人马，安插亲信，已经形成了一股强大的势力。在灭除赵高亲信的过程中，很难控制力度，因此牵连甚广，杀了几万人才逐渐平息下来。
武关守将本是一地痞朱蒯，作为赵高亲信镇守武关，得赵高军令等待谈判结果。现在赵高死了，连坐者甚众，哪还敢留在武关，带着亲信和财物抄小路跑了，刘邦则轻取武关。
公元前207年九月，刘邦兵临峣关城下，绕关守将也是赵高心腹，屠狗商贩之徒。闻赵高已死，株连甚广，因此惶恐不已。
子婴在宫内还能有所布局，但出了咸阳城，也束手无策。峣关守军是屠狗出身，也是赵高安排的，此时换人容易引发内战，只好派宦官带着诏书前去严令守峣关以拒之。
刘邦方面，在张良的建议下，同样派人说降。
峣关秦将闻得楚军兵到，登城一望，但见漫山遍野布满旌旗，也不知楚军来了多少，惶恐不安，便想闭关固守。忽报刘邦遣使到来，正是郦食其、陆贾携金银宝物前来和谈。
谈判很顺利，峣关守将与南阳太守一样，封侯，并保存秦军建置。不过守将须和刘邦军团一道，西袭咸阳。
刘邦入峣关，登上城头，在太阳的余晖下，可见关中砺山带河，金城汤池，内心慷慨激昂。
张良再献策道：“峣关守将统兵数千，万一秦兵有变，其势甚危。不如在前面设伏，前后夹击，可获全胜。”
刘邦深以为然，连连称“善”，太尉卢绾心领神会，立即去安排周勃、樊哙、靳歙引兵从北边翻越蒉山，在峣关之西蓝田以南埋伏。
大军继续西进，秦军在前引路，此时秦人提防后方楚军，对前方毫无戒备。进入关中平原，秦军顿感轻松，他们可以配合关中的秦军反噬楚军，也可以在不利的情况下逃跑，关中是他们的家园，不怕没地方去。
谁料刘邦的己军主力在蓝田以南埋伏，正张开血盆大口等着秦军自投罗网。只见几丛黑烟冲天而起，遮天蔽日，周勃发出开战的信号。楚军前后夹击秦军，数千秦兵大败，四散而走，秦将也逃了。
此战樊哙用乌金斧斩一名都尉，斩首10人，俘虏146人，迫降2900人。算上在南阳的战功，卿樊哙赐爵关内侯（第19级/20级），封贤成君。
靳歙斩车司马二人，骑长一人，斩首28级，捕虏57人，临平君靳歙封建武侯，迁骑都尉。
与此同时，刘邦的偏师信成君郦商攻克汉中的旬关，正往南郑进兵。
古时汉中分为东西汉中，西汉中即古褒国，褒姒的故国，就是今天的汉中，东汉中即古雍国，为楚国所灭，大致是今十堰、房陵一带。当初雍国为了防范楚国，在东部汉水上修了勋关（今湖北十堰勋县）要塞，这是南阳进入东汉中第一道屏障。
战国时期，秦国占西汉中，楚国占东汉中。秦国沿汉水东进，可以攻击楚国的东汉中，反之亦然。秦国就在东西汉中交接处，旬水与汉水汇流地，修筑了旬关（今陕西安康旬阳县）要塞，阻挡楚军西进南郑，作用类似武关阻挡楚军入关中。
秦朝时这些并非边塞之地的关塞，大多荒废，驻扎兵力很少。郦商四千多虎狼之师，西进连破勋关、旬关，攻下南郑也指日可待。
而秦朝在汉中的布局，是一名谒者赵衍主持军政要务。赵衍是赵高的族人，身份是秦二世身边的谒者（官职八品），是郎中令（九卿之一，官职二品）帐下谒者仆射（官职六品）的属官。
图-汉中
谒者的官职虽不高，但奉诏出使，为天子传达诏令，是个钦差大臣。赵衍在汉中官职不是最大的，却依仗赵高的权势，成了汉中话事人。
郦商的军队杀到南郑时，关中传来消息，秦王子婴杀了赵高。赵衍成了无根之木，便顺势投降郦商。赵衍还算有点能力，后来一直在刘邦军中供职，刘邦称帝后担任河间郡太守，陈豨叛乱时杀了对方一个都尉，封为须昌侯，食邑1400户。
十月，刘邦军团至咸阳东侧的灞上，派人招降秦王子婴。
子婴当然知道大势已去，为了避免关中生灵涂炭，他决定出降，牺牲自己，保全秦人百姓，便派心腹太监韩谈前往楚营和谈。
双方的谈判相当顺利，秦王子婴去王号，将咸阳城献给刘邦，其他城邑仍由秦军掌控。而刘邦军团不不得骚扰百姓，秦政权平稳过渡给刘邦。
刘邦兵不血刃就能取得秦帝都咸阳，完成灭秦大业，当然是喜开颜笑同意。秦王子婴也有自己的小算盘，按他的设想，刘邦进入咸阳后称秦王，一顿抢掠，引发秦人不满。随后项羽如关中，刘邦项羽火并，这时候自己再出来号召秦人奋力反击，将楚人赶出关中。这是秦人唯一也是最后的机会，子婴决定牺牲眼前利益，即使自己不幸遇难，只要秦人团结一致，还是有可能在函谷关以西重建秦国。
关中灞上，楚军层层甲士，灿灿金戈，万缕征尘，漫天杀气。
秦王子婴乘坐白马素车，穿宽大白色缟衣，将白色纽带系在颈上，奉着传国玉玺和氏璧，在轵道之旁投降。
太仆夏侯婴为刘邦驾车，越众而出。秦王子婴屈膝就跪，俯首请降，先献和氏璧，再上降书。
总结刘邦灭秦过程：公元前209年九月从沛县起兵，公元前207年十月进入咸阳，约两年多时间，人不卸甲，马不卸鞍，不是在战斗，就是在去战斗的路上，完成灭秦的壮举。
