采纳了张良的建议后，刘邦很快拜会了项梁，并表明了自己的投靠之意，项梁早前就听说过刘邦的大名，尤其是砀县之战，更是让刘邦声名远播，但是真正吸引项梁的不是刘邦本人，而是他的九千人马，要知道，刘邦这九千人马都是精兵强将，还有萧何、张良、曹参等人的协助，而刘邦的要求很简单：希望项梁能助他攻下丰邑，所以，项梁毫不迟疑又给了刘邦五千人马和十个将领，这样，刘邦带着扩充后的队伍再次攻打丰邑，这一次，刘邦终于拿下了丰邑，这一口恶气终于出了。

很快，刘邦也见到了“传说”中的项羽，他从前听到的都是关于项羽的美誉，然而，当真正看到项羽后，他发现此人是个嗜杀且残忍的人，项梁派项羽攻打城池，但只要是遇到抵抗的守军，他就会在破城后全部斩首，这种极其残忍的手段令人不寒而栗。

不久，关于陈胜有了确切的消息——确实已经死了，他是兵败之后被自己的车夫杀死的。此时，既然陈胜已死，那么，起义军就急需一位新的带头人，于是，在项梁的提议下，大家坐到了一起讨论此事。

其实，大家心里都清楚，最想坐上这把交椅的就是项梁，项梁本人也是有此打算，但是项梁身边也有一位谋士，那就是范增，范增告诉项梁：“将军不要急于争这个位子，要想服众，应该立一位楚国国君的后人来做这个王，当初秦灭六国，楚国是没有过错的，楚怀王被秦国的奸计骗入秦国而客死他乡，到现在，楚国人民还怀念他，而且秦国攻占楚国最为艰难，所以民间有：‘楚虽三户，亡秦必楚’（意思是哪怕楚国只剩下三户人家，最后灭掉秦国的也一定是楚国人），当初陈胜起义失败，也就是因为他自立为王，所以气数很快就尽了，如今你起兵江东，之所以有这么多人投靠你，就是因为将军家世世代代是楚国名将的原因，我认为将军也该找一位楚国国君后人为王，如此才能众望所归、聚拢民心。”

范增这一番话如当头一棒打醒了项梁，虽然民间传说的“楚虽三户，亡秦必楚”未必是真，但枪打出头鸟的道理他懂，于是，他采纳了范增的建议，派人到民间寻找失落的楚国王孙后代，最后找到了正在牧羊的楚怀王的孙子，名叫心（后人称为王孙心），项梁将王孙心在经过一番“捯饬”后，推荐给大家认识，大家对这位王孙心的身世持怀疑态度，不过既然是项梁推介的，大家也都接纳了，于是，在公元前208年六月，众人拥立王孙心为楚王，名号仍叫楚怀王，定都盱眙，项梁自封为武信君，其实，王孙心只不过是项梁的一颗棋子罢了，真正的实权仍然在项梁手里。

刘邦对这一形势看得很清楚：在新政权里，项梁掌控了绝对的话语权，而这位楚怀王也不是“省油的灯”——他也不甘心当傀儡，刘邦知道，二人之间早晚要撕破脸。于是，刘邦一方面追随项梁，军事上完全对项梁言听计从；另外一方面，在楚怀王面前，他表现出与项梁截然不同的态度，不是飞扬跋扈的一面，而是展现出自己忠厚老实的一面，如此，他成了楚怀王的知心好友。就这样，慢慢地，刘邦在这一新政权中扎稳了根基，这也为他日后打江山奠定了基础。