范增见到项梁等将领，首先分析了陈胜所以失败的原因。
他认为，秦灭六国，楚人的仇恨最深，人们至今还怀念被秦人冤死的楚怀王，因而“楚虽三户，亡秦必楚”的预言是有道理的。而陈胜失败的原因就是因为不立楚王之后而自立，不能充分利用楚国反秦的力量，导致其势不长。接着范增论证和提出了反秦的策略，他认为项梁渡江以来，楚地将领纷纷前来依附，就是因为项氏世代为楚将，人们以为他能复立楚国社稷。他建议应该顺从民众愿望，扶立楚王的后裔。项梁等人毅然接受了范增的提议，找到了在民间替人放羊的楚怀王熊槐的孙子熊心，复立为楚怀王，草创了楚国政权。秦末，刘邦与项羽各自攻打秦朝的部队，刘邦兵力虽不及项羽，但刘邦先破 咸阳 ，项羽勃然大怒，派英布击函谷关，项羽入 咸阳 后，到达戏西，而刘邦则在霸上驻军。刘邦的左司马曹无伤派人在项羽面前说刘邦打算在关中称王，项羽听后更加愤怒，下令次日一早让兵士饱餐一顿，击败刘邦的军队。一场恶战在即。刘邦从项羽的叔父项伯口中得知此事后，惊讶无比，刘邦两手恭恭敬敬地给项伯捧上一杯酒，祝项伯身体健康 长寿 ，并约为亲家，刘邦的感情拉拢，说服了项伯，项伯答应为之在项羽面前说情，并让刘邦次日前来谢项羽。
鸿门宴上，在举杯祝酒声中，范增多次向项羽递眼色，并接连三次举起他佩带的玉玦，暗示项羽，要项羽下决心趁此机会杀掉刘邦。可是项羽讲义气，不忍心下毒手。范增非常着急，连忙抽身离席把项羽的堂弟项庄找来，面授机宜，要他到宴会上去敬酒，以舞剑助乐为名，趁机刺杀刘邦。项伯看穿了项庄舞剑意在沛公的意图，为保护刘邦，也拨剑起舞，掩护了刘邦。在危急关头，〔刘邦部下樊哙〕带剑拥盾闯入军门，怒目直视项羽。在项伯以及樊哙的掩护下，刘邦借口离开了项羽的军营。刘邦部下张良入门为刘邦推脱，说刘邦不胜饮酒，无法前来道别，并向项羽献上白璧一双，向范增献上玉斗一双。
“鸿门宴”暗杀阴谋未遂，范增勃然大怒，拨出所佩宝剑，劈碎刘邦赠给他的一双玉斗(玉制的酒器)，明斥项庄暗骂项羽：“竖子不足与谋，夺项王天下者，必沛公也。”
刘邦的谋臣陈平抓住了项羽多疑、自大的特点，利用反间计。离间了项羽同范增的君臣关系。
一次项羽的使者来访，陈平找人故意十分热诚地接待。大鱼大肉之下，又加上美女歌舞助兴，使者节性地说出代楚霸王项羽向刘邦军队表示感谢的话来。陈平立即叫负责招待的人员撤下珍馐美女，换上粗茶淡饭，当着使者的面说：“我们还以为你是亚父范增派来的，你倒是早说你是项羽派来的。” 使者回去把这件事向项羽作了禀报，头脑简单的项羽怒火中烧，就此丧失了对范增的信任。
公元前204年初，楚军数次切断汉军粮道，刘邦被困 荥阳 （今 河南 省 荥阳 市），于是向项羽请和。项羽欲同意，范增说：“汉易与耳，今释弗取，后必悔之。”于是项羽与范增急攻 荥阳 。陈平施离间计，令项羽以为范增勾结汉军，从而削其兵权，范增大怒而告老回乡，项羽同意了。范增：“天下事大定矣，君王自为之，愿赐骸骨归卒饵。”未至彭城(今 江苏 徐州 市)，就因背疽发作而死在路上。 
范增在七十岁的年龄上热烈地投身于反秦斗争，决心为反秦事业贡献余生，这是极其难能可贵的。他发挥自己的聪明才智，为义军将领出谋划策，对陈胜失败之原因的分析虽然不是非常正确、全面，但提出扶立楚王后裔的建议，使反秦斗争获得了一面新的旗帜，对团结和协调各地的反秦力量，促使反秦斗争重新走向高涨都有积极的意义。另外，义军将领多是行伍出身，范增的加盟，不仅是人才的增加，而且改善了领导集团的能力结构，对楚国的反秦斗争大有裨益。由于他年龄为大，项羽后来对他以亚父称之。
范增为了项羽的霸主事业鞠躬尽瘁，并且看到了刘邦是项羽夺取天下的最大对手，多次向项羽阐明杀掉刘邦以绝后患确保 江山 的利害关系。但是，项羽为人注重义气，多疑且自大，一方面认为杀掉刘邦是不义之举，不利于自己重情重义的名声。另一方面自大地认为刘邦无论在才智还是军事策略上尚不足以对自己夺取天下的事业造成威胁。迟迟不肯杀掉刘邦。陈平的反间计轻易就使项羽对范增产生了疏远和猜忌，范增作为一介忠臣，为项羽鞠躬尽瘁的忠心和苦心却换来项羽的疏远，范增只能感叹未能遇见明主。在范增死后，项羽在其他谋臣的劝谏下才意识到范增的一片苦心和自己对范增的误解。
范增死后二年，项羽的军队被刘邦、韩信、彭越的联军击败，退至垓下(今 安徽 灵璧 县南)。不久，项羽逃到 和县 乌江，自刎而死。刘邦以“楚汉战争”的胜利者，登上了皇帝宝座，建立了 中国 历史上强大的汉朝。
刘邦总结项羽失败的教训说：“项羽有一范增而不能用，此其所以。为我擒也。”
范增老谋深算，但是他没能说服刚愎自用的项羽，最终导致刺杀刘邦的事情失败，最后摔那个玉斗“竖子不足与某”明是骂项庄实际是骂项羽，可见他对君臣关系的认识不足，只知道怎样办大事，殊不知，了解好自己辅佐的对象才能让办好大事。 
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