面对如此情况，陈胜和吴广当机立断地把负责押送的凶暴军尉杀掉，接着对大家说：“我们遇雨误期已是事实，误期要被处斩，即便不杀我们，戍守边疆也是九死一生。何况壮士即使死，也要干出一番轰轰烈烈的事业来！”这番话激励了戍卒们的斗志，因此众人推举陈胜为将军，吴广为都尉，组成农民起义军，提出了“伐无道，诛暴秦”的口号，中国历史上第一次农民大起义由此爆发。
为扩大影响，起义军夜晚在驻地附近神祠中点燃篝火，模拟狐狸啼叫之声，被民间传为神迹。陈胜、吴广率领农民起义军，占领大泽乡，攻下蕲县，很快攻占了五六个县城。起义军所到之处，贫苦农民纷纷响应。陈胜、吴广领导的起义军攻占陈县后，建立了“张楚”政权，以陈胜为王。这也是中国历史上第一个农民革命政权。
起义军乘胜前进，分三路攻秦，这时部队已发展壮大到几十万人，有兵车千辆。其中由周文率领的一路农民军很快进抵关中的戏地（今陕西临潼境内），逼近咸阳。秦二世见起义军打到都城附近，十分惊慌，急忙派遣少府章邯率领几十万在骊山修墓的刑徒迎击起义军。同时又从边塞调军队30万人，与起义军对抗。周文所率农民军虽然英勇作战，但因孤军深入，又缺乏作战经验，在遭到秦军突然袭击时吃了败仗，被迫退出函谷关，驻扎曹阳（今河南灵宝东），等待增援。