陳平前往投奔項羽，受到了項羽的重用。他就一直跟隨項羽東征西討，四處作戰，為項羽最終入關攻破秦國，立下了汗馬功勞，被項羽封爵。項羽得勝東歸後，在彭城稱王。而此時劉邦回軍平定了三秦向東進軍，與項羽部隊展開交戰，殷王也開始反叛楚國。項羽為了迅速平叛，於是封陳平為信武君，讓他率領魏王留在楚國的部下，討伐殷王，陳平經過多次交戰，擊敗並降服了殷王，將整個殷地全部佔領。項王接著又任命陳平為督尉，賞給他黃金二十鎰，讓他把攻下來的殷地守住。過了不久，劉邦的大部隊殺到，一鼓作氣，又攻下了殷地。項王大怒，覺得前次平定殷地的將領原來都是些廢物，決定將他們全部殺害。陳平知道後，發現項羽竟是如此殘暴，害怕就這樣不明不白地被殺了，便封好項王賞給他的黃金和官印，派人送還給項王，自己單身拿著寶劍抄小路逃走了。陳平一口氣跑到了黃河邊上，面對滔滔河水，湍急的水流，心想：只要過了黃河就安全了。陳平在岸邊找到了一個船夫，讓他把自己帶到對岸。船夫是個貪財的人，見他一個儀表堂堂的美男子單身獨行，身上帶著寶劍，就懷疑他是個逃亡將領，腰中一定藏有金銀珠寶，就一直盯著陳平，打算殺掉他。陳平心裡很害怕，沒想到自己剛離開虎口，又進入了狼窩，反正船夫就是圖財，他於是就乾脆解開衣服，赤身裸體地幫助船夫撐船。船夫看到他身上一無所有，才沒有下手。
良才逢主
陳平逃到漢軍駐地，投降了劉邦。他通過故交魏無知求見漢王劉邦，漢王召他和另外七個人一起進見。漢王知道他們都是些風雲人物，就設宴款待他們。漢王對他們說：「各位豪傑，吃完了之後，就到客舍去好好休息吧！」陳平放下手裡的碗筷急忙說：「大王，我這次有要事前來，所說的話不能拖過今日。」漢王感到好奇，就跟他交談起來，想看看他到底有什麼過人之處。陳平就當時的政局和應該做的軍事部署與劉邦進行廣泛交流。陳平講得深入淺出，句句在理。劉邦也聽得津津有味，邊聽邊點頭附和。等聽完了之後，對他大為讚賞，沒想到他竟有這樣廣博的知識和遠略。漢王就問他：「你以前在楚軍時擔任什麼官職？」陳平說：「做都尉。」漢王當天就任命陳平為都尉，讓他做參乘，主管監軍工作。眾將得知後，個個心裡不滿，到處喧鬧起來說：「大王剛剛得到楚國的一個逃兵，還不知道他本領高低，就跟他同乘一輛車子，並且反讓他監督我們這些老將！」漢王聽到這些議論後，反而更加寵幸陳平。漢王於是帶著陳平往東討伐項王。到了彭城，漢軍被楚軍打敗。漢王又領兵返回，一路上收集散兵游勇，到達了滎陽，任命陳平為副將，隸屬於韓王信，駐紮在廣武。
君臣相疑
看到劉邦對陳平如此寵幸，周勃、灌嬰等老將都十分嫉妒不滿，紛紛詆毀陳平說：「陳平雖然是個美男子，只不過像帽子上的美玉罷了，他裡面也未必有真東西。我們聽說陳平在家時，曾和自己的嫂子私通，是個婬亂好色之徒；在魏王那裡做事不能容身，逃亡出來歸附楚王；歸附楚王也不相合，又逃來歸降漢王。現在大王對他如此器重，讓他做高官，任命他為護軍。我們聽說陳平接受將領們的賄賂，錢給得多就好好對待，錢給得少就不好好對待。陳平是一個反覆無常的作亂奸臣，希望大王明察。」漢王知道他們說的並不是空穴來風，也懷疑起陳平來，召來當初推薦陳平的魏無知，責問他：「你到底給我推薦了個什麼人啊？聽說他是個貪財好色之徒！魏無知卻說：「我所說的是才能，陛下所問的是品行。現在如果雖有人有高尚的品行，但才能平庸，成事不足，敗事有餘。陛下哪會任用這樣的人呢？現在楚漢對峙，形式嚴峻，我給大王推薦一個善出奇謀的人，只關心他的計謀是否能夠有利國家就行了。至於私通嫂子、私受錢財，那是個人私事，無關大局？」漢王又召來陳平責問：「先生在魏王那裡做事不相合，便去楚王那裡做事而又半道離開。如今又來跟從我，講信用的人是這樣三心二意嗎？」陳平理直氣壯地說：「我在魏王那裡做事，魏王不能採用我的建議，所以我離開他到項王那裡做事。項王不能夠信任人，他所寵信的都是身邊親近之人，即使有奇才之人也不能重用，稍有不滿，就大開殺戒，我這才離開楚王。後來聽說漢王能夠用人，所以來歸附大王。我空身而來，不接受錢財便沒有資本。如果我的計謀確有值得採納的地方，希望大王採用；假若沒有值得採用的，錢財都還在，請允許我封好送回官府，辭職回家。」漢王知道錯怪了他，於是便向陳平道歉，更加豐厚地賞賜了他，任命他為護軍中尉，負責監督全部將領。那些不滿的將領們這才不再說話。