公元前206年十月，刘邦的军队先于各路诸侯到达霸上（今西安市东的白鹿原），秦王子婴向刘邦投降，秦朝灭亡。从这时起，史书中便以“汉”做为纪年。
子婴献降
子婴乘坐素车白马，用丝绳系在脖子上以示自己有罪，封好皇帝的印玺和符节，在轵道旁向刘邦投降。（秦王子婴素车白马，系颈以组，封皇帝玺符节，降轵道旁。）
轵道为一亭名，在今陕西省西安市东北，因子婴之故，后世便用“轵道”来代指国君亡国投降。宋代诗人刘克庄曾有诗《轵道》：秦暴浑如狼牧羊，筑临洮郡至咸阳。苦防齐客出关外，岂料子婴降道傍。
子婴开创了后世帝王投降仪式的先例，包括后来的阿斗向邓艾投降，也是这样。我们说，盛世君王主宰天下，威震四海，总是高高在上；然而，亡国之君却又是极其可悲的，他们大都免不了被杀或被辱。
子婴刚刚当上秦王才四十六天，他所接手的秦国早就已经满目疮痍，成为了一个烫手的山芋。此时，他却成为了秦朝灭亡的替罪羔羊。
天下苦秦久矣，刘邦军中的将士早就对秦朝恨得咬牙切齿，这时秦朝已经灭亡，他们就把这种恨意发泄在了子婴身上。
刘邦手下的将领都嚷嚷着要杀子婴，一种复仇的情绪蔓延在全军之中。
刘邦决定不杀子婴，他对手下将领安抚道：“当初怀王派我来，就是因为我能宽容。况且人家已经投降了，还要杀掉人家，这么做是不仁道的。”（始怀王遣我，固以能宽容；且人已服降，又杀之，不祥）
最终刘邦力排众议，安慰了军中将士的复仇情绪，没有杀子婴。
还军霸上
刘邦率军进入咸阳，来到秦宫之后，他看见秦宫中的建筑宏伟华丽，宫帐帷幔精美绝伦；数以千计的美女婀娜多姿；数不清的奇珍异宝闪闪发光；各种珍馐美味，美酒佳肴，让人垂涎欲滴……
唐代诗人杜牧有名篇《阿房宫赋》，其中有这样的句子来描写秦宫的豪奢：
“妃嫔媵嫱，王子皇孙，辞楼下殿，辇来于秦，朝歌夜弦，为秦宫人。明星荧荧，开妆镜也。绿云扰扰，梳晓鬟也。渭流涨腻，弃脂水也。烟斜雾横，焚椒兰也。雷霆乍惊，宫车过也。辘辘远听，杳不知其所之也。一肌一容，尽态极妍，缦立远视，而望幸焉……
燕赵之收藏，韩魏之经营，齐楚之精英，几世几年，剽掠其人，倚叠如山……”
眼前的这一切，让出身底层的刘邦两眼直放光，早已口水流下三千尺。他年轻时到咸阳服徭役曾看到过秦始皇的车架，发出了“大丈夫当如此也”的渴望，如今愿望终于实现了，一切都已在眼前！
于是他决定：今晚留宿秦宫，享受一下当初秦始皇的待遇！
刘邦刚做出这个决定，就遭到了一个人的反对，谁呢？他的连襟樊哙。
樊哙劝道：“您不能在这里面住，我们是义军。”
“老子出身草根，率军作战，刀头舔血，不就是为了图个荣华富贵好好享受一番吗！”刘邦不听，把樊哙骂了出去。
毕竟樊哙是一个粗人，讲不出什么大道理来。此时张良又出来劝谏，刘邦对张良也一向都很尊重。
张良说道：“那秦朝昏庸无道，所以我们才能够来到这里，为天下铲除暴秦，我们义军就应该把生活俭朴当作根基。现在我们刚刚进入秦都就安于享乐，这无异于助桀为虐啊！”
“忠言逆耳利于行，良药苦口利于病。恳请沛公能够听从樊哙的劝告，不要留宿秦宫！”张良接着劝道。
刘邦沉默良久，说道：“子房先生言之有理。”
最终，刘邦用顽强的毅力战胜了本身的欲望。他封存了秦宫的珍宝和府库，率领军队回到霸上驻扎。
其实这一点是很难做到的，这需要用超人的意志力来战胜自我。后世都说刘邦是一个流氓，他在言行举止上的表现确实像一个流氓；然而在内心与人格深处，他绝对不是流氓。试想：放弃享受，封存府库，还军霸上。这是一个流氓能够做得到的吗？
约法三章
秦朝为了维护统治，对百姓实行严刑峻法。那么，秦朝的法律到底能严酷到什么程度呢？
“诽谤者族，偶语者弃市！”
现在，“诽谤”的意思是指以不实之辞毁人，故意说别人坏话；而古代的诽谤则是指在背后议论朝政。
这句话的意思是：在背后议论朝政的人要被灭族，两个人私下里相聚交谈的要被斩首弃市。
为了安定关中，刘邦召集各县的父老及豪杰，发布公告：“各位父老乡亲受秦朝的严苛法令折磨已经很久了，我和各路诸侯曾经约定，先进入关中的人在这里称王，那么以后我就要在这里称王了。现在我与各位父老乡亲约法三章：杀人者处死，伤人和偷盗抢劫者根据罪行来治罪（杀人者死，伤人及盗抵罪）。其余的秦朝法令全部废除，众官吏和百姓依然各自营生，安居乐业。我来到这里的目的就是要为大家铲除祸害，请大家不要害怕！”
刘邦又派属下和秦地的官吏一起巡视各个乡县，告谕百姓。秦地的百姓都非常高兴，争相送来牛羊酒食犒劳军队，刘邦全都推辞不受，他对百姓说道：“各位父老乡亲的厚爱我们心领了，我们现在的军粮还很充足，不想让大家麻烦破费！”秦地民众更加高兴，唯恐刘邦不做秦王。
约法三章虽然不具备可实施性，杀人、伤人、偷盗抢劫也要分为多种情况，不能简单的一概而论。然而，刘邦通过约法三章的方式，向秦地百姓展示了实行仁政的态度，并迅速获得了秦地百姓的支持。同时还具有双向制约性，既制约秦地百姓，也制约刘邦手下的将士，将士们也不能随意杀人、伤人、抢劫及盗窃。
约法三章这个成语，后世泛指订立简单的条款，以资大家共同遵守。
无纳诸侯
就在刘邦安抚关中的同时，他也犯了一个致命的错误，这个错误把他推向了项羽及其他诸侯的对立面，自己差点儿也性命不保。
原来，有人劝刘邦说：“秦地的富足是天下的十倍，地形又有优势。现在章邯已经投降了项羽，并且项羽已经封他为雍王，打算让章邯统治关中。现在他们一路西进，马上就要过来了，您恐怕是无法在这里称王了。”
这也正是刘邦的顾虑，本来怀王之约说好了先入关定秦的人在关中称王，现在我刘邦就应该在这里称王啊。可是看项羽的意思，他压根就不想让我在这里称王！
刘邦问道：“那我应该怎么办呢？”
那人接着回答：“您应该赶快派兵守住函谷关，不要让诸侯的军队进入，征发关中的士兵，增强自己的实力来对抗项羽及各路诸侯！”
刘邦认为他的建议很有道理，就按他的说法去做了，在没有和张良商量的情况下，便派兵守住了函谷关，不让各诸侯军进来。