秦二世元年（前209年）七月，朝廷大举征兵去戍守渔阳（今北京市密云西南），陈胜也在征发之列，并被任命为带队的屯长。

他和其他900名穷苦农民在两名秦吏押送下，日夜兼程赶往渔阳。当行至蕲县大泽乡（今安徽宿州西寺坡乡）时，遇到连天大雨，道路被洪水阻断，无法通行。大伙眼看抵达渔阳的期限将近，急得像热锅上的蚂蚁，不知如何是好。因按照秦的酷律规定，凡所征戍边兵丁，不按时到达指定地点者，是要一律处斩的。

在生死存亡的危急关头，陈胜毅然决定谋划起义。这夜，陈胜悄悄找另一位屯长吴广商议。吴广，阳夏人，也是穷苦出身，他们虽然结识不久，但已是无话不谈的朋友。陈胜对吴广说：“我们现在的处境，去也是送死，逃亡被抓回来也是死，与其都是死，还不如选择为国事而死，干一番大事业？”

陈胜接着又对时局进行了分析：“天下人已经苦于秦朝统治很久了，老百姓对秦王朝的苛捐赋税、募役刑罚已经到了难以忍受的程度。我听说二世皇帝胡亥是秦始皇的小儿子，本不应继位，该继位的是长子扶苏。扶苏由于屡次劝谏的缘故，被派在外带兵，却被二世无故杀害了。还有一位名人叫项燕，曾是楚国名将，战功卓著，又爱护士兵，很受人爱戴。现在老百姓并不知这两个人是生是死，我们何不以他们的名义号召天下人起来反抗秦朝的暴政呢？”

吴广很佩服陈胜的胆略，觉得他的主意符合当时的人心，完全支持陈胜“死国”、“举大计”的决定。

古时候盛行预测吉凶的宗教迷信活动。陈胜和吴广经过一番谋划后，又专门找了一个算卦的卜问吉凶。聪明的卜者知道了他们的用意，便说：“ 你们的事业能成功，且能为百姓立大功。可是你们把事情向鬼神卜问一下吧”陈胜、吴广听后非常高兴，并从卜者的话中悟出了借鬼神“威众”的启示。于是，他们用朱砂在一块绸帕上写了“陈胜王”三个大字，塞到渔民捕来的鱼肚子里。

戎卒们买鱼回来吃，发现了鱼腹中的“丹书”，都觉得惊奇。与此同时，陈胜又让吴广潜伏到营地附近一座荒庙里，半夜里在寺庙旁点燃篝火装作鬼火，模仿狐狸声音，大声呼喊“大楚兴，陈胜王”！正在睡梦中的戎卒们被惊醒，十分惊恐害怕。第二天戎卒们交头接耳，都指指点点地看着陈胜。加之陈胜平时就待下属热情和气，又把陈胜的形象跟楚国复兴联系在一起，陈胜在戎卒们心中的威望就更高了。

吴广见时机基本成熟，于是趁两个押送士卒的军官喝醉，故意扬言逃跑，以激怒押送他们赴边的将尉。喝得醉醺醺的两个将尉果然大怒，责骂和鞭打吴广，引起士兵们不满，群起而哄之。吴广奋起夺下一名将尉佩剑将其杀死，陈胜也乘势杀了另外一名将尉。

随后，陈胜把900名戎卒召集在一起，大声说道：“我们在这里遇上了大雨，已不能按期抵达渔阳了，而误了期限大家都要被斩杀，即便侥幸不被砍头，戍守边塞十分之六七的人也要送命。再说好汉不死便罢，要死就要取得大名声啊！王侯将相难道有天生的贵种吗？”

陈胜铿锵有力的一番话，说出了大伙的心声，戎卒们对秦王朝的满腔怨恨和愤怒如同冲溃了堤坝的洪水奔泻而出，齐声高呼：“我们愿听从您的号令！”于是大伙在陈胜、吴广带领下，袒露右臂作为标志，筑坛盟誓，按事先谋划，诈以公子扶苏、楚将项燕之名，宣布起义。陈胜自立为将军，以吴广为都尉，一举攻下大泽乡，接着又迅速攻下蕲县县城。中国历史上第一次大规模的农民起义战争就这样爆发了。