Bình định Tam Tần
Để che mắt các nước Tam Tần, ngay khi vào Thục, Trương Lương cho đốt đường sạn đạo (con đường nối vùng đất phong của mình với Tần) khiến các nước này không chú ý tới mình.
Tháng tám năm 206 TCN, Hàn Tín được phong làm đại tướng, bắt đầu ra quân bình định Tam Tần, do các vua chư hầu Chương Hàm (Ung vương), Tư Mã Hân (Tắc vương) và Đổng Ế (Địch vương) án ngữ làm phiên giậu cho Sơn Đông để cản đường Lưu Bang. Ông giả cách sai người đi sửa đường sạn đạo, vốn mất rất nhiều công sức thời gian, khiến Tam Tần yên trí rằng quân Hán còn lâu mới ra được cửa ải. Nhưng thực ra Hàn Tín dẫn đại quân đi theo đường Trần Thương đi qua huyện Cố Đạo đánh úp Ung Vương Chương Hàm. Chương Hàm đón đánh quân Hán ở Trần Thương. Hàn Tín giả thua chạy, sau đó dùng kế hỏa công mai phục đốt Chương Hàm. Ung vương bị thua chạy về, dừng lại đánh đất Hạo Trĩ, lại thua trận, bỏ chạy đến Phế Khâu. Hán vương đuổi theo, bình định đất đai của Ung vương, đi về đông đến Hàm Dương, lại cho một cánh quân riêng vây Ung vương ở Phế Khâu, còn sai các tướng bình định Lũng Tây, Bắc Địa, Thượng Quận.
Hàn Tín sau đó đánh Phế Khâu, thấy thành kiên cố dễ thủ khó công. Sau khi đi thị sát, ông nói với Tào Tham: Dưới chân thành, con sông Bạch Thủy chảy vòng quanh từ Tây Bắc sang Ðông Nam, làn nước rất mạnh. Nếu ta dùng bao cát đắp ngang mặt sông, cho nước dâng lên, tràn vào thành, quân địch ắt phải vào bụng cá hết . Tào Tham theo kế, đem 1000 quân xuống phía nam Phế Khâu lấy bao cát lấp nước, dẫn nước chảy thẳng vào thành. Chương Hàm phải bỏ thành chạy về Đào Lâm.
Năm 207 TCN, Hàn Tín lại điều quân đánh Tắc Vương Hân, Địch vương Ế. Bị đánh bất ngờ, Tư Mã Hân và Đổng Ế đầu hàng. Hàn Tín kéo về đông, Hà Nam vương Thân Dương cũng đầu hàng theo. Hán Vương muốn đánh ngay Hàm Dương, Hàn Tín chủ trương diệt Chương Hàm trước, được Hán Vương đồng ý. Hàn Tín đem quân đánh Đào Lâm, Chương Hàm tự sát, Hàm Dương nghe tin liền đầu hàng. Đến đây thì Tam Tần bị diệt, Quan Trung rơi vào tay Hán Vương.
Sau khi giết Hàn vương Thành, Hạng Vũ cho người thân tín của mình là Trịnh Xương làm Hàn Vương. Hàn vương không chịu đầu hàng Hán. Hàn Tín mang đại quân đánh bại Xương.