刘邦，字季，周赧王五十九年乙巳（前256），出生在沛县丰邑（今江苏丰县）中阳里，当时这块地方归楚国管辖。刘邦的父亲叫刘执嘉，母亲名叫王含始。刘邦大哥叫刘伯，二哥叫刘仲，刘邦可能是“刘三”或“刘四”。刘邦还有个“同母弟”叫刘交。
刘邦属蛇，俗称“小龙”，《史记》和《汉书》这样记载他的出生：刘母在大泽边睡觉，梦见与天神相遇。当时雷鸣电闪，天昏地暗。刘父跑去，见到一条蛟龙盘绕在妻子的身上。从此刘母便怀孕生下了刘邦。
据说后来他在逃往芒、砀途中，拔剑斩了一条巨蛇后看见一老婆婆坐在路边放声痛哭。她说：“我的儿子是白帝子，变成了一条蛇，躺在路当中，结果被赤帝子杀了，我怎么能不哭呢？”说完，那老婆婆就不见了。这些传说很可能是刘邦发迹之后刻意编撰的。古人信奉天命，刘邦母亲神奇的孕育、斩杀白帝子，都是为了让人们确信刘邦灭秦符合天意，刘氏江山是上天授意、名正言顺。
刘邦长得高鼻龙颜，蓄有漂亮的胡须，面相吉贵。不喜劳作，有游手好闲的无赖之嫌，但他与人友善，喜欢施舍，善交游，因而在他周围很早就聚集了一帮有能力的人。刘邦曾从事管理地方治安和民事调节的泗水亭长，经常和县吏往来，也和沛县功曹萧何、狱掾曹参等结成莫逆之交。
秦始皇三十七年（前210），刘邦解送一批人去咸阳骊山修筑秦始皇陵。半路不断有人逃跑，照这样下去，还没到达目的地，人就跑光了。眼看自己将会因失职被治死罪，不如孤注一掷，或许还有活路。解开这批人的枷锁，与他们围坐在一起饮酒，要与他们一起逃亡。有十几个壮士佩服刘邦的豪爽大度，愿追随他一起逃亡。从此刘邦有了最初的队伍力量。
秦二世元年（前209）九月，在陈胜、吴广起义后两个月，隐身芒、砀间的刘邦率领数百人返回沛县，杀了县令。父老们请他担任县令。刘邦谦让一番后，同意担任首领，称“沛公”，服从张楚王陈胜的领导。
秦二世二年（前208）秋，刘邦从今安徽砀山、山东金乡一带转入河南。秦灭六国后，拆毁战国时期的关隘要塞、销毁大量兵器，以致秦军大多无险可守，无兵器可用。秦始皇为自己巡游全国而修筑的驰道，变成了起义军前进的捷径。项羽在河北作战，吸引并消灭了秦军的主力，给刘邦的西征军以有力的支持，刘邦攻下南阳后，断然拒绝秦王朝的讲和，率军攻入武关。在峣关（今陕西蓝田东南），刘邦按照张良的计策以区区两万人马大败秦军。这时，秦王子婴将赵高刺杀，向农民军投降，刘邦亲手推翻了秦王朝。
