大澤鄉起義在三路西進的農民軍中，吳廣一路由于秦滎陽守將堅不出戰，被阻，不能西進；宋留一路正由南陽向武關進發之中；只有周文率領的農民軍沿途受到廣大農民的熱烈擁護與支持，進展十分順利。僅幾十天時間，即橫掃淮河、黃河流域。抵達函谷關時，已發展成為擁有車千乘、眾數十萬的勁旅。

起義軍乘勢越過函谷關，直插關中，一路打得秦軍險阻不守，關梁不闔，長戟不刺，強弩不射，聞風潰逃。直打到距咸陽僅百里的戲（陜西臨潼境內）地方，給秦都咸陽造成嚴重威脅。對于農民起義的消息和農民軍西進的壯舉，秦二世開始不以為然，高枕無憂。當聽說周文率幾十萬大軍進逼咸陽時，他才大夢初醒，驚恐萬狀。連忙采納章邯的建議，釋放修驪山墓的刑徒和奴產子，并編為軍隊。由章邯率30萬大軍向農民軍猛撲。在周文率軍西進關中時，陳勝曾命令武臣派趙兵入關增援，但武臣等人忙于發展自己的勢力，不以大局為重，拒不前去支援。

吳廣屯兵滎陽堅城之下，也不分兵前往援助。致使周文軍陷于孤立無援境地。又由于周文對敵人突然增兵沒有準備，因此，雖與秦軍幾次展開激烈戰斗，終因勢孤力單不能取勝，不得不退出函谷關轉入河南。后在澠池與秦軍決戰，亦因寡不敵眾，周文兵敗自殺。西路軍主力被擊潰。周文軍被擊敗之后，章邯緊接著率軍向圍困滎陽的農民軍反撲，吳廣腹背受敵。在此嚴峻時刻，起義軍內部發生分裂，吳廣部將田臧假借陳勝的命令，擅殺吳廣，造成起義軍內部思想混亂，在敵軍夾攻之下起義軍失利。章邯連破周文、吳廣兩支起義軍之后，于公元前209年十二月，乘勢向張楚政權中心——陳進攻。此時，王離的邊防軍也奉調配合章邯進攻陳縣。

在敵人的瘋狂反撲面前，起義軍剩下的力量分散在各地，陳縣一帶只有很少兵力。再加上魏、趙等地軍隊違抗陳勝的命令，拒不增援，陳勝雖率軍奮力抵抗，但仍無取勝希望，只好放棄陳縣，且戰且退。當退至下城父（安徽亳縣東南城父集）時，陳勝被其車夫莊賈殺害。這時，宋留領導的農民軍正攻下南陽，開始向武關推進，得知陳勝被殺消息，軍心動搖，喪失斗志。

不久，宋留投降秦軍，被秦二世下令押解到咸陽車裂。陳勝、吳廣直接領導的農民起義軍，在英勇奮斗6個月之后失敗了。但他們點燃的反秦烈火并沒有熄滅。陳勝的部將呂臣率領的蒼頭軍繼續斗爭，曾一度收復了陳，處罰了叛徒莊賈，還與英布合軍，在清波（河南新蔡西接縣界）大敗秦軍。后來同項梁領導的起義軍合在一起。

陳勝、吳廣領導的農民起義，是我國歷史上第一次農民起義。它沉重打擊了秦王朝的黑暗統治，奠定了推翻秦王朝的基礎。這次起義提出的伐無道、誅暴秦的革命思想，削木為兵，揭竿而旗的英雄氣魄，鼓舞著中國漫長封建社會中千千萬萬農民，起來反抗封建統治的斗爭，為他們指出了解放的道路。但是，它也有許多發人深省的歷史教訓。這主要表現在：第一，起義領袖在勝利面前，驕傲、貪圖享受，脫離了群眾。在起義迅速發展的形勢下，陳勝犯了驕傲自滿的錯誤，只注重進攻，忽略了防御。在壞人挑唆下，他曾殺掉了過去與自己傭耕的窮伙伴。在用人上，只信任少數近臣，又因賞罰不當，妨礙了領導核心的團結。在生活上，稱王之后，開始對沉沉殿屋幄帳大感興趣。這些作法脫離了農民群眾，也使諸將以其故不親附，從而加速了失敗。

第二，對加入起義隊伍的六國舊貴族缺乏應有的戒備和防犯措施。在起義大潮推動下，一些六國舊貴族被卷入革命洪流。但在反秦斗爭的關鍵時刻，他們各懷異心，據地稱王，違抗陳勝號令，導致起義軍失掉戰機，分散削弱了力量，給秦殘酷鎮壓農民軍提供了機會。如，在起義軍攻下陳之后，陳勝令武臣、張耳、陳余率兵渡過黃河，進攻趙國故地。但在攻下邯鄲以后，武臣即在張耳、陳余鼓動下，自立為趙王，后又立趙歇為王。當周文浴血奮戰，躍過函谷關，攻下戲，直接威脅秦都咸陽，秦政權處于風雨飄搖之中，此時形勢對農民軍極為有利。在此關鍵時刻，陳勝命武臣西進支援周文，但他卻置若罔聞，袖手旁觀，以至給秦軍以喘息機會，秦二世急調30萬大軍反撲，迫使農民軍退出函谷關，敗走河南，最后被章邯軍擊潰。

第三，對叛徒殺害起義軍領袖缺乏應有的警惕。陳勝、吳廣領導這次農民起義，建立了政權，組織了隊伍，提出了富有號召力的革命口號，充分顯示了農民起義領袖的膽識和組織才能。但對革命隊伍中的叛徒卻缺乏應有的警惕，以至發生了陳勝被車夫殺害的嚴重事件。而起義一旦失去領袖的領導，就失去了號召力，造成軍心動搖，使革命形勢急轉直下，最后走向失敗。

這三條經驗教訓，是在首次農民起義缺乏經驗的情況下產生的，是不可避免的。但它對啟迪后來革命的人們，是有深刻教育作用的。

陳勝吳廣起義是中國歷史上第一次大規模的農民起義。他們的革命首創精神鼓舞了千百萬勞動人民起來反抗殘暴的統治。它從根本上動搖了秦王朝統治，為爾后項羽、劉邦滅秦創造了有利條件，在中國農民戰爭史上占有重要地位，對后面的封建統治者也是一個極好的教育，漢初的休養生息政策和開明統治很大程度上是受農民起義的影響。