彼时，沛县县令亦萌生响应反秦起义之意，试图既顺应潮流，又能维持对沛县的控制。县衙中的两位官员萧何与曹参提出了招揽流民、扩充实力的计策，县令遂派人寻找刘邦。樊哙作为刘邦好友，很快找到了藏匿在芒砀山的刘邦，并带领那些幸存的劳工和慕名前来投奔的百姓共计一百余人回到沛县。
然而，县令事后反悔，担忧刘邦不受控制，甚至对自己构成威胁，故提前封闭城门，严禁任何人放刘邦进城，并欲抓捕萧何和曹参。二人得到消息后及时逃脱，中途等候刘邦到来，并告知沛县内情。刘邦遂决定动员百姓起义，内外夹击，攻破城门。他写下一纸檄文，绑在箭矢上射入城中。早已对县令不满的百姓怒不可遏，蜂拥攻入县衙，杀死了县令，随后打开城门欢迎刘邦。刘邦借助斩白蛇的传说象征意义，正式在沛县发起了起义，因其起义地点，人们尊称他为“沛公”。
此后，刘邦率领数千人开始攻打邻近县城，取得初步胜利，但兵力仍然有限。此时，项梁正以“楚怀王”为旗号四处征战，刘邦便决定带领部下归附楚怀王麾下，以此增强自身实力，继续投身于波澜壮阔的反秦大业中。