刘邦，字季，秦朝泗水郡沛县丰邑（今江苏沛县）人。公元前256年出生于沛县丰邑中阳里一农民家庭。其父刘太公，勤劳朴实，忠厚老实，颇受乡里人尊重。其母为家庭妇女。
刘邦生就身材高大，体格强壮，相貌堂堂。他自幼游手好闲、整日东游西逛，不事生产作业。然而，他却生性宽厚仁慈，待人大度豪爽，专好结交天下豪杰，在乡邻中小有名气。因其待人热情，被乡人推选为泗水亭长，负责维护地方治安、捉拿盗贼。刘邦任亭长后，与沛县衙署主吏萧何、狱掾曹参以及夏侯婴等人来往密切，结为至交，常聚一处饮酒交谈，议论天下大事。
刘邦任亭长后不久，奉命押送一批民夫到秦国都咸阳去修建骊山陵墓，进入咸阳后，恰逢秦始皇出巡，刘邦站在街头，望着秦始皇盛大威严的仪仗行列，不禁深有感触，长长地叹息说：“唉！大丈夫应当如此才威风啊！”站在刘邦左右的人们，闻听此言，感到此人与众不同。
沛县城郊有一富户吕公，家有钱财万贯，原籍山东单父，因躲避仇家，携妻子女儿来沛县居住。一日，吕公大摆筵席，款待地方官吏富豪。刘邦也来赴宴。吕公见刘邦美须飘洒，气度不凡。便有了将女儿吕雉嫁与刘邦的意思。刘邦与吕雉成亲后，仍旧担任亭长，空闲之时，常返回家中帮助妻子料理农活，夫妻恩爱，几年间先后生下一男孩和一女孩，一家人生活倒也和美。然而好景不长，刘邦再次接到上方指令，命他押送一批刑徒往骊山服役。刘邦心中虽是不满，却又不能抗命不遵，只得依依不舍地告别了妻子儿女，启程上路。
当时正值盛夏，骄阳当空，遍地似火。沛县至骊山路途遥远，行走艰难。刘邦押送大队刑徒餐风露宿、兼程赶路，唯恐误了期限。众人疲惫不堪，怨声四起，沿途之中多有刑徒逃亡，刘邦心中也十分郁闷。
这天夜晚，夜色昏暗。刘邦心事重重，独自一人坐在篝火旁饮酒解愁。他一边喝着闷酒，一边望着蜷缩在篝火四周的刑徒们暗中思索，刑徒们逃亡日众，人数已不足额，如此下去，不出数日，刑徒们便会逃亡一空，待到了骊山，该怎样向官府交待。依当时秦朝法律，遣送刑徒抵达目的地时，刑徒人数不得缺少，否则将依法治罪。想到这里，刘邦不由得眉头紧锁，止不住长吁短叹。不知不觉之中已然半醉了。终于刘邦下了决心，他将周围沉睡的刑徒们唤醒，对他们说：“诸位，我知道你们都不愿到骊山服刑，每人都盘算着逃走，与其如此，索性我现在就放了你们，大家各自逃生去吧！我从此也要远走他乡了。”说罢便将刑徒们一一释放。刑徒们见此情景，感激涕零，纷纷拜倒在刘邦脚下感谢救命之恩。刑徒们中有十几位壮士，见刘邦如此仗义，敢作敢为，心中钦佩，不肯离去，愿与刘邦一同逃亡。
刘邦带领留下来的十几位壮士高一脚低一脚地在黑暗中行进。进入一片沼泽地时，走在前面的一位壮士突然高声惊叫着退了回来，惊慌失措地说：“前边有一条大蛇挡住了去路，我们退回去吧！”刘邦此时酒意正浓，闻听此言，不由勃然大怒道：“壮士行路，何惧虫蛇！”说罢，抽出随身佩带的长剑，趁着酒性冲上前去。借着朦胧的月色，果见一条巨大的白蛇昂头吐舌横卧在路中，刘邦大喝一声，奋力挥剑斩去，顿时血花飞溅，白蛇分为两段。站在后面的壮士们见刘邦如此勇敢，对他愈加钦佩了。
事后忠于刘邦的人士将他斩蛇之事加入迷信色彩，加工改编为一段神话故事，说刘邦斩杀白蛇离去之后，有人经过斩蛇地点，见一白发苍苍的老妇人坐在死去的白蛇旁，于黑暗中失声痛哭。行路人问老妇人为何哭泣。老妇人说，有人杀死了我的儿子，故此哭泣。行路人又问：“你的儿子为何人所杀？”老妇人回答说：“我儿子乃白帝之子，化作一条白蛇横挡在路中。如今被赤帝之子斩杀，我如何不痛苦哭泣呢？”老妇人说罢突然消失不见了。这个故事传入刘邦耳中，他表面不动声色，心中却暗暗欣喜。众人却认为刘邦乃赤帝之子下凡的真龙天子，对其愈加敬畏。
此后，刘邦率众人藏匿在芒、砀山中，那里山高林密、杂草丛生，刘邦与众人借山泽岩石隐身，防备官府的搜捕。不久在刘邦身边便聚集了数百人。
秦二世元年（前209）7月，陈胜、吴广在大泽乡起义，天下响应，各地民众纷纷杀掉秦官吏响应起义。同年9月，刘邦在萧何、曹参等人拥戴下聚众起义，杀死秦沛县县令，占领县城，刘帮被起义民众拥立为县令，尊称他为“沛公”。此时，刘邦年已48岁了。
在一个风和日丽的清晨，沛公刘邦在沛县县衙大堂举行了隆重的起兵仪式。他依照“赤帝之子斩白帝之子”的传说，以赤帝之子自居，命人制作了大批红色旗帜，上绣“刘”字，作为本军军旗，并派萧何、曹参等人分头招兵买马，起义军迅速扩展到二三千人。刘邦仍感兵力不足，便率部投奔另一支起义军首领项梁。项梁拨给刘邦人马5000、小将10员。此后，刘邦与项梁及其他起义军相互配合、协同作战，逐渐成为起义军中的一支重要力量。