楚漢之爭，又名楚漢戰爭、楚漢爭霸、楚漢相爭、楚漢之戰等，即漢元年（公元前206年）八月至漢五年十二月（公元前202年1月），西楚霸王項羽、漢王劉邦兩大集團為爭奪政權而進行的一場大規模戰爭。最終，楚漢之爭以項羽的西楚敗亡，劉邦建漢朝而告終。
秦始皇三十七年（公元前210年），秦始皇於沙丘（今河北廣宗西北）病逝，中車府令趙高等人發動沙丘政變，矯詔將長子扶蘇、大將蒙恬賜死，立少子胡亥為二世皇帝。秦二世昏庸荒淫，趙高又專權亂政，賦斂益重，戍徭無已，致使天下越發困疲，百姓苦不堪言。帝國每況愈下，十年暴政最終引發了秦末農民大起義。
秦二世元年（公元前209年）七月，陳勝、吳廣首先發動大澤鄉起義，建立“張楚”政權，陳勝自稱楚王，一時間天下群雄紛紛響應。九月，前楚國大將項燕之後項梁、項羽叔侄發動會稽起義，項梁自號武信君；同月，原泗水亭長劉邦亦於沛縣（今江蘇徐州沛縣）起兵響應，稱沛公。
陳勝、吳廣農民起義失敗後，秦二世二年（公元前208年）二月，項梁召集楚地各路義軍首領於薛縣（今山東棗莊滕州）議事，劉邦亦率部歸附項梁。是時，燕、趙、齊、魏兼已自立為王，項梁於是采納範增建議，擁立前楚懷王孫熊心為王，仍號“楚懷王”，都盱台（今江蘇盱眙）。八月，秦軍最高統帥、上將軍章邯在攻殺反秦武裝首領魏王咎和齊王田儋後，與項梁展開了定陶之戰，項梁因輕敵而戰死，章邯於是認為楚地已不足憂，遂領兵北上攻打趙國，圍趙王歇於巨鹿（今河北平鄉西南平鄉鎮），趙王遂求救於諸侯。
章邯破項梁軍，楚國上下十分震恐。劉邦、項羽棄陳留，率軍東歸。秦二世三年十月（公元前207年10-11月，當時十月為歲首），楚懷王遷都彭城（今江蘇徐州）；並項羽呂臣軍自將，以呂臣父呂青為上柱國，封沛公劉邦為武安侯，任碭郡長，領碭郡兵；封項羽為長安侯，號為魯公。
接著，楚分兵兩路，一路北上救趙，一路西進伐秦。以宋義為上將軍，號“卿子冠軍”，項羽為次將，範增為末將，北上救趙；劉邦則收項梁、陳勝散軍，並以此為基礎西行伐秦。懷王與諸將約：“先入定關中者王之”。
劉邦西征前，先行北上收陳楚散卒，先後攻取了洛陽周邊一些地區，企圖奪取洛陽，經函穀關入關中，後被洛陽一帶秦軍出城迎擊，大敗南逃，在得到酈食其為代表的地方豪強支持後，改變策略，轉走武關道入關中，經過幾個月的轉戰，於漢元年十月（公元前207年10月-11月）進至鹹陽郊外，於藍田大破秦軍，秦王子嬰向劉邦投降。秦朝滅亡。劉邦入鹹陽，盡除秦苛法，與關中父老約法三章。
秦二世三年十二月（公元前208年12月-前207年1月），項羽殺宋義，奪其軍權，率軍北上救趙，在巨鹿之戰中大破王離北方邊軍主力，之後再連破秦軍，最終秦將章邯投降。項羽為“諸侯上將軍”，於漢元年十二月（公元前207年12月-前206年1月）率諸侯軍進入關，與劉邦會於鴻門，這就是曆史上有名的鴻門宴。鴻門宴後，項羽屠鹹陽，殺秦王子嬰，焚秦宮室，劫掠關中。
平定關中後，項羽上書義帝請封功臣，懷王迴複“如約”。項羽大怒，不遵義帝之命，自主分封。漢元年（公元前206年）二月，項羽尊楚懷王為義帝，立十八路諸侯，自號“西楚霸王”，定都彭城。劉邦則被封為漢王，將巴、蜀、漢中分給劉邦；又將關中地區分為三部，封秦降將章邯、司馬欣、董翳分別為雍王、塞王、翟王，合稱“三秦”，企圖通過他們控製關中，將劉邦困鎖在巴、蜀、漢中地區。
劉邦被改封到漢中，初不欲就國，謀攻項羽，蕭何進言曰：“漢水上應天漢。漢中，據有形勝，進可攻退可守，秦以之有天下”。
劉邦於是采納蕭何建議，屈就漢王封號，招賢納士以圖天下，同時確定了收用巴（郡治江州，今重慶市北嘉陵江北岸）、蜀（郡治成都，今四川成都），還定三秦，東向以爭天下的方略。
漢元年（公元前206年）四月，劉邦忍忿前往漢中（郡治南鄭，今漢中市城東）就國，而張良亦迴韓國就任韓相。劉邦去漢途中燒毀所過棧道，防止諸侯軍偷襲，並借此表示無東向之意，以麻痹項羽。項羽亦於同時班師彭城。
韓信亦在此時背楚投靠劉邦，但沒有知名，僅任連敖，後坐法當斬為滕公夏侯嬰所救。夏侯嬰與語知其有才能，向劉邦推薦韓信，劉邦拜韓信為治粟都尉。韓信對不能受到重用而欲離去，於是發生蕭何月下追韓信故事。蕭何再次向劉邦推薦韓信，劉邦拜韓信為大將軍。
項羽以韓王（韓成）滅秦無功為借口，不讓他就國而帶他到彭城，廢為侯爵，又把他殺了，立吳縣縣令鄭昌為韓王。 原燕王韓廣不願徙往遼東，新燕王臧荼攻殺之於無終，並其國。
漢元年（公元前206年）五月，齊相田榮不滿項羽分封，攻打臨淄王田都，田都逃到楚國，田市本被項羽封為膠東王，田榮卻立田市為齊王，不讓他去膠東就國，田市畏懼項羽，前往膠東就國，田榮對這個不爭氣的侄子大怒，派人追殺田市於即墨，又迴軍攻殺濟北王田安。這樣田榮擊並三齊，遂自立為齊王，並予彭越將軍印，令其擊楚。項羽派蕭公角攻打彭越，被彭越打得大敗。
漢二年十一月（公元前206年），趙將陳餘因不滿項羽分封，派夏說遊說田榮，從齊王田榮處借兵，與自己三縣之兵一起攻常山王張耳，張耳敗走歸漢。陳餘重迎立代王趙歇為趙王，趙王感激陳餘，立陳餘為代王，陳餘以趙歇弱小，不去代國，以夏說為相國，駐守代地，自己留在趙歇身邊，輔佐趙王。
同月，項羽密令九江王英布遣將殺害義帝於郴縣。
在齊地田榮兼並三齊之時，劉邦在漢中也為攻襲三秦做準備。劉邦入漢中，項羽給予劉邦三萬士兵。劉邦依張良計，入南鄭時燒毀棧道，以防被偷襲和向項羽示意無外侵的意願。
漢元年（公元前206年）八月，劉邦用韓信的計謀，結果受阻於陳倉，雍王章邯的軍隊在渭上堵截，劉邦打算迴漢中，趙衍提議從其他道路走，結果走通，劉邦又在好疇擊潰章邯，最後圍困章邯於廢丘。同月，塞王司馬欣、翟王董翳被迫向漢王劉邦投降。之後幾個月，劉邦遣將攻取隴西、北地、上郡。這樣，三秦除章邯困守的廢丘之外全部歸漢。
而此時因項羽殺韓王成，張良走小路歸漢，派人給項羽送信，稱“漢欲得關中，如約即至，不敢複東”。項羽因此對劉邦放心，而北擊齊國。
劉邦略取關中之際，於九月命令薛歐、王吸出武關，與王陵聯合，將劉太公和呂後等家屬從沛接迴來。十月，漢王拜韓王信為韓國太尉，令其循韓地，並許之若定韓地則拜其為韓王。
韓王信攻下韓地十餘城，項羽所立之韓王鄭昌降，漢二年十一月（公元前206年），漢立韓王信為韓王。
漢二年十月（前206年），漢王劉邦進至陝（今河南陝縣）。在漢基本平定關中之後，開始準備東進了。
漢二年（公元前205年）正月，項羽聞知劉邦已兼並三秦，且準備東進伐楚，而趙國、齊國、梁地都已反叛，項羽以齊國與梁最近，威脅最大，北上攻打齊國，項羽派使者向英布征其一同前往，但英布僅以老弱敷衍，項羽對此深為不滿，幾次遣使斥責。
田榮得知項羽擊齊，率軍迎擊，被項羽打敗。逃至平原，平原民殺了田榮，投降項羽，項羽立田假為齊王。但項羽采取錯誤政策，不僅不予召撫，反而怒田榮反，遷怒齊人，大肆屠殺，所過殘滅，於是齊人紛紛複叛，項羽奔走於齊地，但遠不能撲滅齊地戰火。
田榮弟田橫驅逐田假，立田榮的兒子田廣為齊王，自領齊相，收集齊國敗兵，在城陽（今山東莒縣）反抗項羽，項羽一時沒能攻下城陽。
此時，劉邦正在向東進軍，魏王魏豹、殷王司馬卬相繼降漢，項羽封陳平為武信君，令其平定殷國，於是司馬卬又降楚，過了沒多久，漢王劉邦攻打殷王，平定殷地，俘虜了司馬卬，項羽得知大怒，要誅殺平定殷國的將吏，陳平很害怕，於是來投漢王劉邦。
漢二年（公元前205年）四月，劉邦進至洛陽，接受董公“兵出無名，事故不成”、“明其為賊，敵乃可服”的建議，以項羽殺害義帝為口實，為義帝報仇討逆為政治號召，令三軍發喪，縞素三日，發檄文布告全國：“天下共立義帝，北麵事之。今項羽放殺義帝於江南，大逆無道。寡人親為發喪，諸侯皆縞素。悉發關內兵，願從諸侯王擊楚之殺義帝者”
聯絡各地諸侯王，趁項羽滯留在齊國之際，糾集塞、翟、魏、趙、殷五國諸侯聯軍56萬，兵分兩路攻楚，北路由曹參、灌嬰統率，進攻定陶，擊敗龍且、項它。南路為劉邦親自統率，部將為張良、陳平、韓信、呂澤、張耳、夏侯嬰、樊噲以及五諸侯軍，至外黃，擊敗楚將程處、王武，彭越率三萬人歸附劉邦，劉邦封彭越為魏相國，攻打梁地，派樊噲北上攻打鄒縣、魯縣、薛縣、瑕丘，以阻止項羽從齊國南下，向東攻打下邑、派呂澤駐守，下邑在蕭縣西麵不遠，蕭縣在彭城西麵不遠，項羽南下救援彭城必經蕭縣，這樣，如果項羽迴援彭城，呂澤可以與劉邦東西兩麵夾擊項羽。與北路軍曹參、灌嬰會合，進攻碭縣、蕭縣，攻取彭城。
項羽得知後，留眾部將繼續擊齊，自率精兵3萬疾馳南下，先擊敗駐守在魯縣的樊噲，當時劉邦等眾諸侯已入彭城，收其貨寶美人，置酒高會。項羽乘劉邦陶醉於勝利，戒備鬆懈之際，率軍繞至彭城西，於清晨時發動突然襲擊，駐守在下邑的漢將呂澤沒來得及作出反應，劉邦不得不撤出彭城，楚軍於是大敗漢軍，漢軍往泗水方向潰逃，楚軍緊追不舍，殺漢軍十餘萬人，一直追擊至靈壁（今安徽靈璧縣）東濉水，漢軍相互擁擠、踐踏，加上楚軍追殺，漢軍十餘萬人皆入濉水，濉水為之不流。此役，漢軍被殲數十萬。劉邦急率殘部先在碭縣整頓，然後向西與呂澤會合。
諸侯見劉邦敗，轉投項羽，塞王司馬欣和翟王董翳入楚為將。趙國發現漢並沒有殺張耳，趙兵退去反與漢為敵，魏王魏豹迴到滎陽，斷絕了黃河渡口，也背叛了劉邦，隻有彭越獨自帶領他的軍隊向北駐守在黃河沿岸。
項羽雖取得彭城之戰勝利，但齊地戰事卻不利。在其率軍擊諸侯聯軍時，田橫盡收齊地。但田橫複國後並未攻楚，而是中立於楚漢之間，直至酈食其說齊。
劉邦到下邑，父親劉太公、母親劉媼和妻子呂雉被楚軍俘獲，被拿住做人質，劉邦派人去沛縣尋找家室。張良向劉邦規劃下一步對策。張良說：“九江王黥布，楚梟將，與項王有隙；彭越與齊王田榮反梁地：此兩人可急使。而漢王之將獨信可屬大事，當一麵。即欲捐之，捐之此三人，則楚可破也。”劉邦采納張良建議。謀士隨何自薦往說九江王英布，劉邦來到滎陽，與曹參、灌嬰、靳歙平定雍丘王武的叛亂，程處在燕縣反叛，楚柱天侯在衍氏反叛，羽嬰在昆陽反叛，都被曹參平定，樊噲重新取得魯地與梁地。
漢二年（公元前205年）六月，劉邦迴到關中，漢軍水攻廢丘，雍王章邯在抵抗了十個月兵敗自殺，至此三秦悉為漢有。劉邦收關中士卒迴到滎陽。
隨何勸降九江王英布，英布叛楚，項羽派龍且、項聲攻打英布。項羽親自進攻下邑，繼續向西進攻，至滎陽，劉邦拜灌嬰為中大夫，統率騎兵，在滎陽以東大敗項羽，又在於“京縣”（今河南鄭州滎陽豫龍鎮京襄城村附近）、“索亭”（今河南滎陽索河街道）之間擊敗楚軍，將項羽楚軍擊退到滎陽以東。
京索之戰後，漢軍穩住陣腳，楚軍也無力突破漢軍防線進攻關中。雙方從來開始在滎、成一帶拉鋸，戰爭進入相持階段。
京索之戰，漢軍擊敗楚軍，項羽退迴滎陽以東，而漢軍亦不能過滎而往東。楚漢相持於滎陽。劉邦派酈食其勸說魏王魏豹重新歸漢，遭到魏豹的拒絕，漢二年八月，劉邦派曹參、韓信兵分兩路攻打魏國，即月攻破安邑，曹參俘虜了魏豹，將魏豹帶至滎陽。漢二年九月，劉邦派陳豨、韓信、曹參攻打代國，後九月，平定代國，斬殺代相國夏說。
漢三年十月（公元前205年），劉邦派原常山王張耳收複趙國故地，韓信與張耳一同前往，陳兵井陘，趙王因代地已失，又聞漢軍攻打井陘關，集結趙軍主力至趙國北部抵擋漢軍的進攻，此時劉邦趁趙國南部空虛，離開滎陽，北渡黃河，攻克河內，從南麵進攻趙國，接著攻克了朝歌（今淇縣）、安陽（今安陽南）、邯鄲（今屬河北），當邯鄲失陷，在井陘與漢軍對峙的趙軍主力進退兩難，張耳與韓信在井陘大敗趙軍，趙將戚將軍逃跑至鄔縣（今山西省介休縣），被曹參斬殺。趙王歇逃到襄國，張耳與韓信追擊，劉邦亦從邯鄲北上攻打襄國，漢軍南北夾擊，攻破襄國，殺掉了趙王歇。項羽遣騎兵渡河爭奪趙地，被漢軍擊退。燕王臧荼降漢。
漢三年十二月（公元前205年），韓信與張耳留下在趙國繼續作戰，劉邦返迴滎陽。此前英布被隨何策反，項羽派龍且攻打英布，英布戰敗，與隨何迴到了滎陽。劉邦召見英布，派英布重返九江，收聚數千人歸漢，劉邦也離開滎陽，從成皋南下，到宛縣（今河南南陽）、葉縣一帶迎接英布，給英布增兵，一起迴到成皋。
劉邦據守滎陽，開始修築甬道，由敖倉運輸糧食至滎陽。與項羽對峙，雙方進入相持狀態。
項羽率軍數次攻奪甬道，漢軍糧食短缺，於是劉邦向項羽要求和議，滎陽以西歸漢，以東歸楚。項羽打算接受，範增認為優勢在握，如果放虎歸山，必成後患。所以項羽率軍加緊圍攻滎陽城。劉邦認為範增是個大礙，所以給予陳平四萬斤黃金，要他去離間項羽和範增的君臣關係。項羽中計，削其兵權，範增大怒而告老迴鄉，於途中病故。
為了打破滎陽對峙的僵局，劉邦派靳歙與灌嬰攻打楚軍的糧道。靳歙切斷了楚軍從滎陽至襄邑的糧道，灌嬰切斷了楚軍陽武至襄邑的糧道，命令靳歙與灌嬰離開滎陽，越過梁地，與彭越聯合，攻打楚國後方的魯縣（今山東曲阜），魯縣與齊國交界，又與彭越毗鄰，是楚國的北部門戶，戰略意義重大。
由於調走了灌嬰與靳歙兩支漢軍精銳，劉邦在滎陽與項羽艱難對峙。漢三年（公元前204年）六月，韓信與張耳已平定趙國的反抗餘波，南下至河內修武，接應劉邦。七月，劉邦令禦史大夫周苛、樅公、魏豹等人守滎陽，離開滎陽北渡黃河，來到修武，命令張耳鎮守趙國，拜韓信為相國，韓信請封張耳為趙王，劉邦同意。
劉邦調集原屬韓信與張耳的軍隊，打算迴到滎陽支援前線作戰。此時項羽以滎陽發起猛烈進攻，周苛等人死守滎陽，八月，周苛以魏豹是反複無常之人，難與一起守城，於是殺了魏豹，周苛不能抵擋項羽的進攻，當月滎陽被攻陷，周苛寧死不降楚，被項羽所殺，韓王信被項羽俘虜。劉邦欲迴到滎陽與項羽交戰，鄭忠勸諫劉邦，避開項羽的鋒芒，駐紮在河內小修武，不與項羽交戰，劉邦采納。
此時，灌嬰與靳歙在魯縣打敗了項冠，得知滎陽已失，靳歙南下攻打楚國腹地以牽製項羽，灌嬰率騎兵返迴前線增援，在燕縣（今河南延津東北）打敗楚將王武，又在白馬津打敗楚將桓嬰，過白馬津渡黃河，到達河內與劉邦會合，護送漢王劉邦南渡黃河迴到洛陽，此時項羽又攻破了成皋，到達洛陽附近的鞏縣，雙方在鞏縣交戰，楚軍大敗，不能繼續西進。
劉邦在鞏縣遏製了楚軍的攻勢後，乘勝追擊，意圖奪迴成皋，楚軍堅持皋險要，漢軍攻之不下，劉邦打算放棄進攻成皋，退守鞏縣與洛陽。謀士酈食其勸阻劉邦，不要退卻，並向劉邦說明敖倉的重要性，放棄成皋與滎陽就意味著放棄敖倉。此時楚軍後方受到靳歙的牽製，不能全力攻打敖倉，勸劉邦務必加緊進攻成皋，收複滎陽，堅守敖倉。並自請出使齊，勸說齊王田廣降漢。
劉邦非常讚同酈食其的建議，讓他出使齊國，同時派遣灌嬰往邯鄲調迴一部分韓信鎮守趙地之軍迴到前線，堅守敖倉，並以灌嬰接任周苛的禦史大夫之職。
酈食其不辱使命，以三寸之舌成功勸說齊王歸降。齊王同意歸降於漢，撤去曆城的守軍，示無反意，並與酈食其縱酒慶祝。
靳歙在魯縣打敗項冠後，攻打楚國的腹地，此時攻克了繒縣（今屬山東蒼山縣）、郯縣、下邳（今江蘇邳縣）、蘄縣、竹邑，幾乎包圍彭城。如果不出意外，平定了楚國後方的靳歙再從東麵進攻，加上彭越的配合，攻打項羽的背後，據守滎陽與成皋的項羽必將被漢軍包抄，奪迴滎陽與成皋指日可待。但此時發生了一件令劉邦意想不到的事：韓信從灌嬰口中得知劉邦已失滎陽與成皋，洛陽危急，並且齊國已被酈食其說降，韓信為了自己當齊王，在蒯通的蠱惑下，擅自攻打齊國撤去防守的曆城，齊王大怒，以為是酈食其出賣了他，將酈食其烹殺，急忙派齊軍再次防守曆城，韓信不能攻下。
劉邦得知韓信攻打齊國，齊國叛漢，被迫抽調漢軍主力以武力平定齊國，派灌嬰、曹參、傅寬、蔡寅、陳涓、冷耳、柴武、王周等漢將赴齊助韓信攻打齊國。這樣一來，失去滎陽與成皋的不利局麵雪上加霜，攻打楚國後方的靳歙也不得不放棄進攻，迴到鞏縣抵擋項羽。齊王不得已向宿敵楚國求援，項羽為壯大自己考慮，也派龍且率20萬楚軍支援齊國。
項羽占據成皋天險，與漢軍在鞏縣對峙，如果漢軍再失鞏縣，洛陽也將不保。所幸敖倉還在漢軍的掌控下，劉邦派人堅守鞏縣的同時，命令周勃、程黑、郭蒙等堅守敖倉，劉邦自己則駐軍河內小修武（今屬河南焦作），指揮全局，依黃河北岸駐守，封鎖黃河渡口，以阻止楚軍攻入河內平原，為了重新取得戰略上的優勢，漢軍必須奪迴成皋。但漢軍的主力都用於攻打齊國了，兵力不夠，為了補充兵源，調集一切可以團結的力量，劉邦派使者發往燕國，請求援助，燕王臧荼派溫疥與昭涉掉尾率燕軍助漢。
彭越在梁地，可以對項羽的後方發起進攻，牽製項羽，使項羽不能首尾相顧。劉邦又命令劉賈與盧綰率領二萬人渡過白馬津，與活躍於楚軍後方的彭越軍配合，燒掉楚軍的糧草。在燕縣以西打敗楚軍，攻占睢陽(今河南商丘西南)等17座城池，項羽親自攻打彭越與劉賈，留大司馬曹咎守成皋，臨行前囑部將曹咎謹守成皋，遇漢軍挑戰，切勿應戰，隻須阻止其東進即可。
漢四年十月（前204年），劉邦乘項羽東去兵力薄弱之機，反攻成皋。初時，成皋楚軍堅守不戰。劉邦數次遣人到陣前辱罵，終於激怒曹咎，率部出擊。漢軍乘楚軍半渡汜水之時，全力反擊，斬殺了曹咎，再次奪迴成皋，並俘虜了前塞王司馬欣與翟王董翳。乘勝進至廣武(今河南滎陽東北)，並包圍楚將鍾離昧於滎陽以東。項羽急忙從睢陽迴救，漢軍鑒於兵力不足，暫時無力徹底消滅楚軍，於是見好就收，據險堅守。（注：汜水在成皋以東，漢軍從西邊進攻成皋，必是先破成皋，後渡汜水，《項羽本紀》的記載可能有誤）
漢軍再次收複成皋後，據險堅守，雙方在廣武山（今河南滎陽東北）再次形成對峙。
此時灌嬰、曹參等趕赴齊國助韓信攻破了曆城、臨淄，齊王田廣逃到高密。項羽所派增援齊國的二十萬楚軍也被漢軍消滅，楚將龍且被漢軍陣斬，齊國全境也被漢軍平定。漢四年（公元前203年）二月，韓信自立為齊王。
此時，彭越數反梁地，絕楚糧食，項羽患之。於是置劉邦的父親太公於鼎鑊上，告訴劉邦說：“今不急下，吾烹太公。”（今 天不趕快投降，我就烹煮了你父親），劉邦卻迴答道：“吾與汝俱北麵受命懷王，曰‘約為兄弟’，吾翁即若翁，必欲烹而翁，則幸分我一桮羹。”項羽見無濟於事，隻好作罷。
又有一次，項羽對劉邦說：“天下匈匈數歲者，徒以吾兩人耳，願與漢王挑戰決雌雄，毋徒苦天下之民父子為也。”劉邦卻笑著拒絕說：“吾寧鬥智，不能鬥力。”並向項羽宣布他的十條罪狀。項羽惱怒之下，用暗箭偷偷射向劉邦，正中劉邦胸部，劉邦受傷，迴到成皋養病。
項羽終究無力挽迴楚國的頹勢，戰爭的優勢已完全向漢方傾斜。劉邦病好後，他終於可以放鬆一下了，命令樊噲守廣武，周勃守敖倉，帶上在汜水之戰俘虜的前塞王司馬欣，迴到關中，將司馬欣在他的原都城櫟陽梟首，置酒慰問關中父老，四日後，帶領關中兵又迴到廣武。
漢二年（公元前205年）八月，魏王豹踞河東（郡治安邑，今山西夏縣西北禹王城）反漢歸楚，威脅漢軍側翼。劉邦先派酈食其遊說未成，即命韓信率軍進攻。九月，韓信突襲安邑，生擒魏豹，滅魏國。
安邑之戰，漢魏兩軍使用的兵力不大，是個規模比較小的戰役，但是對當時戰局則起了極大影響。漢軍憑著占領魏屬的河東、太原等郡，可以經略趙代，進攻燕齊，形成從北麵包圍楚國的優越戰略態勢。
漢軍統帥韓信於安邑之戰中，采用了與對三秦作戰“明修棧道，暗渡陳倉”同樣的詭詐手段，又一次成功地獲得了全戰役的徹底勝利。韓信用一部兵力陽渡臨晉，主力暗渡夏陽的手法，引誘輕舉妄動的魏豹，把主力調集到蒲阪以西地區，造成了魏王豹的錯覺，巧妙地掩護了自己渡河的真實意圖，使數萬大軍順利渡河成功。
漢軍渡河急進，奇襲安邑要地，一戰全殲敵人，突出地展示了韓信軍事指揮的卓 越才能。
九月，魏王豹率軍迎擊，但遭到大敗，魏王被俘虜，劉邦令其為將助守滎陽。
安邑之戰後，劉邦繼而采納韓信“北舉燕、趙，東擊齊，南絕楚少糧道，西與大王會於滎陽”的建議，給韓信增兵3萬，開辟北方戰場，以消滅楚的羽翼，實現對楚的戰略包圍。
漢二年（公元前205年）閏九月，韓信首先破代國，生擒相國夏說，代亡。
漢三年十月（公元前205年），韓信、張耳率領漢軍越過太行山，與楚的羽翼趙國戰於井陘口(今河北井陘東南)，韓信一反常規，背水設陣，大敗20萬趙軍，斬殺趙軍主帥成安君陳餘，生擒趙王歇，一舉滅亡趙國。隨之采納趙國降將李左車建議，乘勢不戰而迫降燕王臧荼，平定燕國。
井陘之戰的結局，對楚漢戰爭的整個進程具有重大的意義。漢軍的勝利，使得其在戰略全局上漸獲優勢，即消滅了北方戰場上強勁的敵手，為下一步“不戰而屈人之兵”、兵不血刃平定燕地創造了聲勢和前提，並為東進擊齊鋪平了道路，從而造就了孤立項羽的有利態勢。這雖然是一次戰役規模的戰爭，但卻有著戰略性質的地位。
與此同時，劉邦亦親攻趙。漢將靳歙兵出河內，擊趙將賁郝於朝歌，破之。又隨劉邦進擊安陽以東，下七縣；別將攻趙軍，虜兩司馬，得趙軍二千四百餘人。接著劉邦對趙之邯鄲發起進攻，破趙軍，攻下邯鄲。漢將靳歙破趙軍於平陽，攻下鄴。這樣趙國悉平。
楚數使奇兵渡河擊趙，張耳、韓信往來救趙，因行定趙城邑，發兵詣漢。漢王立張耳為趙王，拜韓信為相國。漢三年（公元前204年）六月，劉邦再敗滎陽，入趙，收韓信軍，令韓信收趙兵未發者準備擊齊。
韓信滅趙後，陳兵燕境，燕王臧荼迫於漢軍兵威，加入漢方對楚作戰。
漢二年（公元前205年）四月，漢軍於彭城戰敗後向西潰退，彭越把他攻占的城池又都丟掉，獨自帶領他的軍隊向北駐守在黃河沿岸。
漢三年（公元前204年），彭越經常往來出沒，替漢王遊動出兵，攻擊楚軍，在梁地斷絕他們的後援糧草。
九月，劉邦采用郎中鄭忠之策，派將軍劉賈、盧綰將卒二萬人、騎數百，由白馬津渡河，進入楚地佐助彭越。漢軍與彭越聯軍燒掉楚軍積聚的糧草，楚軍乏食。楚軍迴擊劉賈，劉賈堅守不出不與楚軍交戰，與彭越互相唿應。
漢四年（公元前204年）冬，楚軍和漢軍在滎陽相持，盧綰、劉賈攻下睢陽、外黃等十七座城邑。項羽知悉後，就派曹咎駐守成皋，親自向東收複了彭越攻克的城邑，又都歸複楚國所有。彭越於是率軍北上穀城。
漢五年（公元前202年）秋，楚軍向南撤退到夏陽，彭越又攻克昌邑等二十多個城邑，繳獲穀物十多萬斛，用作漢王的軍糧。
漢四年（公元前203年）二月，韓信自立為齊王，項羽為了避免被漢軍三麵包圍，項羽派武涉赴齊國，遊說韓信，勸他發兵助楚，攻打劉邦，但齊國的漢將都是劉邦的親信，韓信以“漢王劉邦待他甚厚，不忍背叛”為由拒絕了武涉的請求。
韓信命令禦史大夫灌嬰離開齊國，率漢騎南下，首先進攻楚國的魯地，大破楚將薛公杲於魯北。南下再破薛郡長，攻博陽，進軍至下相，奪取取慮、僮、徐等縣。接著渡過淮河，進至廣陵（今江蘇揚州），盡降楚國城邑。
項羽急忙派項聲、薛公、郯公奪迴淮北。灌嬰北渡渡淮，在下邳大破項聲、郯公軍，將薛公斬首，奪取下邳。接著追擊楚軍，破楚軍於平陽（南平陽，今山東鄒城市），迴師還攻並占領彭城，俘虜楚柱國項佗，降服留、薛、沛、酂、蕭、相等縣。攻苦、譙，再次俘獲亞將周蘭。
灌嬰平淮北後，後來與劉邦軍會師於頤鄉（位於今河南鹿邑縣）。
漢四年（公元前203年）八月，楚軍糧盡，項羽被迫議和，劉邦亦未能調來韓信、彭越援軍，於是雙方訂立和約“中分天下”，劃鴻溝（古運河，位於今河南滎陽以東）為界，東歸楚、西屬漢。楚漢兩軍在滎陽、成皋一線相持兩年零五個月後，休兵罷戰。
和約定立後，劉邦派使者至楚營請求放還劉邦家屬，但都一一遭到拒絕。後來侯生往使，成功說服項羽放還劉邦家人。劉邦拜侯生為“平國君”，但侯生受封之後即隱退。
劉邦遂聽張良、陳平的建議，趁楚軍銳氣消磨殆盡的退兵路上發起追擊。彭越趁項羽向南撤退到陽夏之機，攻克昌邑旁二十多個城邑，繳獲穀物十多萬斛，用作漢王的軍糧。劉邦亦趁機率軍發起追殲，於漢五年十月（前203）擊敗項羽親率楚軍取得陽夏（今河南太康），樊噲虜楚大將周將軍卒四千人。劉邦率領漢軍追擊項羽至固陵，劉邦另派劉賈南渡淮水包圍壽春，劉賈很快到達，派人尋找機會招降楚大司馬周殷。周殷叛變楚王，幫助劉賈攻下九江，迎著武王黥布的軍隊在垓下會合，斷項羽向南逃後路，並共同攻打項羽。
不久，灌嬰、靳歙率領騎兵軍團從彭城往固陵而來，劉邦親自在固陵東邊頤鄉與灌嬰率領的漢軍鐵騎會合。項羽得知灌嬰、靳歙等率領漢軍東來後，為防自己被包圍往南退守至陳下，劉邦在灌嬰、靳歙率領精銳騎兵到來後，發動反攻。漢將宣曲侯義率領騎兵和汾陽侯靳強率漢軍為先鋒，攻固陵楚軍，便擊破了楚大將鍾離昧的部隊，揭開了陳下之戰的序幕。
項羽南逃至陳縣，大將鍾離眜也趕到，漢五年十一月（公元前203年），漢將靳歙從濟陽來與劉邦會合，同時平定淮北的灌嬰到達苦縣（今河南省鹿邑縣）的頤鄉，劉邦與灌嬰會合，對駐陳的楚軍形成東西夾擊合圍之勢，項羽隻得繼續東撤，陳縣縣令立即降漢。
項羽繼續向東而逃。此時劉賈已攻占了壽春，項羽無心攻打壽春，立即調轉馬頭，轉向東方逃跑，越過已被屠成空城的城父。[注：城父（今亳州城父鎮附近）與垓下（今靈璧）均是在陳下（今淮陽）正東邊，而不是東南邊]
劉賈派人策反了楚大司馬周殷，周殷叛楚，以舒縣之兵屠戮了六縣，與英布一同北上.，與劉賈會合，離開壽春，前往城父垓下一線對項羽進行戰略合圍，經過城父時對其進行了屠城，雞犬不留。身在齊國的韓信，見項羽大敗，三分天下已無望，於是離開齊國，來到城父與劉邦會合。無論屠六縣還是屠城父都是為了讓楚軍得不到補給和立足之地。
漢五年十二月（公元前203年），項羽逃離城父，逃至垓下，漢軍迅速跟上，將10萬楚軍包圍於垓下（今安徽靈璧）。
楚軍兵少食盡，屢戰不勝，夜聞四麵楚歌，軍心瓦解。項羽大驚曰：“漢皆已得楚乎?是何楚人之多也!”，於是夜起慷慨悲歌，曰：“力拔山兮氣蓋世，時不利兮騅不逝。騅不逝兮可奈何，虞兮虞兮奈若何!”“歌數闋，美人（虞姬）和之（參見霸王別姬）。項王泣數行下，左右皆泣，莫能仰視”。
是夜項羽拋棄大部隊率800餘騎兵趁夜突圍南逃，天明後劉邦方才發覺，遂派灌嬰率數千騎兵追擊。
楚軍渡過淮河後隻剩下百餘騎，逃至陰陵（今安徽定遠縣西北）時因迷路，問路一田父，田父誆騙而左行，結果陷於沼澤，致使漢軍追上。
至東城（今安徽定遠縣境內）時，僅剩下28騎，項羽自度難以脫身，卻依然說：“天亡我，非戰之罪也。”
逃至烏江（今長江，位於今安徽和縣東北烏江鎮）時，烏江亭長力勸項羽過江，以圖東山再起，項羽卻說：“天之亡我，我何渡為! 且籍與江東子弟八千人渡江而西，今無一人還，縱江東父兄憐而王我，我何麵目見之? 縱彼不言，籍獨不愧於心乎?”自覺無顏見江東父老，不肯渡江。
接著在力殺漢軍數百人後，自刎而死。
垓下一戰，劉邦全殲楚軍，獲得最後勝利。項羽敗亡後，楚地陸續平定，最後唯原項羽封地魯不下，漢軍乃以項羽頭示魯，魯遂降，楚國至此全部平定。
楚漢戰爭末期，屬楚國陣營的衡山王吳芮、九江王英布先後歸附漢王劉邦，唯臨江王仍不聽命。在項羽覆滅的同時，漢軍又攻破臨江國都江陵（今湖北荊州），俘虜項羽所立的臨江王共尉。
楚漢之爭是由秦末農民戰爭直接演變而來的，但性質卻截然不同。在當時的社會條件下，農民戰爭雖然勝利地推翻了舊的封建王朝，但曾經是農民戰爭領袖的劉邦和項羽，卻不得不走封建統治的老路，遂轉變為封建統治權的角逐者。在這場角逐中，項羽具有強烈的舊貴族意識，不善於用人，不能重建統一王朝。劉邦知人善任，因勢利導，終於戰勝了項羽，登上了西漢皇帝的寶座，建立了漢朝。
漢王劉邦統一天下後，便以“漢”為國號，建立了統一的西漢王朝，並為後來的“文景之治”奠定了基礎，又經漢武帝一朝，達到了西漢的巔峰時期。楚漢戰爭造就了統一的西漢王朝，後曆王莽短暫篡國後又進入東漢時期，形成了中國曆史上長達400餘年的長期統一局麵，促進了漢民族的形成和經濟的發展。
戰爭評價
楚漢戰爭曆時4年多，戰地之遼闊，規模之巨大，用兵韜略之豐富，前所未有，在中國古代戰爭史上占有重要地位。楚漢戰爭最終實現了西漢王朝的大一統，具有積極的曆史意義。
項羽摒棄秦朝中央集權製度，實行分封製，恢複戰國時期的封建割據，疆土分裂，天下不能真正統一，埋藏戰爭隱患。劉邦與項羽爭天下，為什麽項羽失敗了? 項羽不會知人善任，不信任手下，不愛聽意見，又吝於封賜，不會識別和籠絡人才，以致韓信、陳平、英布等先後歸漢，不善於團結利用反漢同盟，致使魏王豹、代相夏說、趙王歇與楚各自為戰，魏、代、趙國相繼滅亡。
且剛愎自用、優柔寡斷，不會抓準時機，像一個小孩子一樣好哄。他嗜殺殘暴，坑殺20萬秦兵、屠掠鹹陽、弑殺義帝，大失人心。時有人諫言建都關中，他不聽而烹殺諫者，誤中陳平離間計，致使謀士範增憤而告退。平定齊國叛亂後，殺戮過重以致齊地複叛。不都關中，放棄形勝之地。他分封不公，導致諸侯叛亂，疲於應付。又封秦朝三個降將於關中，因曾坑殺20萬秦兵，三秦王在關中很難立足，以至漢軍得以輕鬆平定三秦。
時劉邦先入關中，派兵守住函穀關，抗拒諸侯。本來項羽已經準備滅掉劉邦，就因為項伯說情就放了他。鴻門宴上，形勢有利，隻要他一聲令下，劉邦就必死無疑，可他優柔寡斷，遲遲不發令。所以項羽失去了所有有利的時機，“時至不行，反受其殃。”因此，項羽敗給了劉邦。
劉邦則是海納百川，隻要說得有道理，他都會聽。他善於籠絡利用諸侯以及手下將領，大家樂為其效命，韓信為齊王時，楚使說齊王韓信不反可略見一斑。
名將韓信在戰爭中顯示了其卓 越的統帥才能。先定魏王豹之戰、再破代、攻趙、降燕、伐齊，最後在垓下全殲楚軍，其還定三秦之戰暗渡陳倉出自《史記·淮陰侯列傳》；井陘之戰拔幟易幟、背水一戰；濰水之戰以水衝敵、半渡而擊；垓下之戰四麵楚歌、十麵埋伏。韜略之豐富，用兵之靈活，在中國戰爭史上寫下的光輝的篇章，亦為曆代兵家所推敬借薦。
秦始皇三十七年（公元前210年），秦始皇於沙丘（今河北廣宗西北）病逝，中車府令趙高等人發動沙丘政變，矯詔將長子扶蘇、大將蒙恬賜死，立少子胡亥為二世皇帝。秦二世昏庸荒淫，趙高又專權亂政，賦斂益重，戍徭無已，致使天下越發困疲，百姓苦不堪言。帝國每況愈下，十年暴政最終引發了秦末農民大起義。
秦二世元年（公元前209年）七月，陳勝、吳廣首先發動大澤鄉起義，建立“張楚”政權，陳勝自稱楚王，一時間天下群雄紛紛響應。九月，前楚國大將項燕之後項梁、項羽叔侄發動會稽起義，項梁自號武信君；同月，原泗水亭長劉邦亦於沛縣（今江蘇徐州沛縣）起兵響應，稱沛公。
陳勝、吳廣農民起義失敗後，秦二世二年（公元前208年）二月，項梁召集楚地各路義軍首領於薛縣（今山東棗莊滕州）議事，劉邦亦率部歸附項梁。是時，燕、趙、齊、魏兼已自立為王，項梁於是采納範增建議，擁立前楚懷王孫熊心為王，仍號“楚懷王”，都盱台（今江蘇盱眙）。八月，秦軍最高統帥、上將軍章邯在攻殺反秦武裝首領魏王咎和齊王田儋後，與項梁展開了定陶之戰，項梁因輕敵而戰死，章邯於是認為楚地已不足憂，遂領兵北上攻打趙國，圍趙王歇於巨鹿（今河北平鄉西南平鄉鎮），趙王遂求救於諸侯。
章邯破項梁軍，楚國上下十分震恐。劉邦、項羽棄陳留，率軍東歸。秦二世三年十月（公元前207年10-11月，當時十月為歲首），楚懷王遷都彭城（今江蘇徐州）；並項羽呂臣軍自將，以呂臣父呂青為上柱國，封沛公劉邦為武安侯，任碭郡長，領碭郡兵；封項羽為長安侯，號為魯公。
接著，楚分兵兩路，一路北上救趙，一路西進伐秦。以宋義為上將軍，號“卿子冠軍”，項羽為次將，範增為末將，北上救趙；劉邦則收項梁、陳勝散軍，並以此為基礎西行伐秦。懷王與諸將約：“先入定關中者王之”。
劉邦西征前，先行北上收陳楚散卒，先後攻取了洛陽周邊一些地區，企圖奪取洛陽，經函穀關入關中，後被洛陽一帶秦軍出城迎擊，大敗南逃，在得到酈食其為代表的地方豪強支持後，改變策略，轉走武關道入關中，經過幾個月的轉戰，於漢元年十月（公元前207年10月-11月）進至鹹陽郊外，於藍田大破秦軍，秦王子嬰向劉邦投降。秦朝滅亡。劉邦入鹹陽，盡除秦苛法，與關中父老約法三章。
秦二世三年十二月（公元前208年12月-前207年1月），項羽殺宋義，奪其軍權，率軍北上救趙，在巨鹿之戰中大破王離北方邊軍主力，之後再連破秦軍，最終秦將章邯投降。項羽為“諸侯上將軍”，於漢元年十二月（公元前207年12月-前206年1月）率諸侯軍進入關，與劉邦會於鴻門，這就是曆史上有名的鴻門宴。鴻門宴後，項羽屠鹹陽，殺秦王子嬰，焚秦宮室，劫掠關中。
平定關中後，項羽上書義帝請封功臣，懷王迴複“如約”。項羽大怒，不遵義帝之命，自主分封。漢元年（公元前206年）二月，項羽尊楚懷王為義帝，立十八路諸侯，自號“西楚霸王”，定都彭城。劉邦則被封為漢王，將巴、蜀、漢中分給劉邦；又將關中地區分為三部，封秦降將章邯、司馬欣、董翳分別為雍王、塞王、翟王，合稱“三秦”，企圖通過他們控製關中，將劉邦困鎖在巴、蜀、漢中地區。
劉邦被改封到漢中，初不欲就國，謀攻項羽，蕭何進言曰：“漢水上應天漢。漢中，據有形勝，進可攻退可守，秦以之有天下”。
劉邦於是采納蕭何建議，屈就漢王封號，招賢納士以圖天下，同時確定了收用巴（郡治江州，今重慶市北嘉陵江北岸）、蜀（郡治成都，今四川成都），還定三秦，東向以爭天下的方略。
漢元年（公元前206年）四月，劉邦忍忿前往漢中（郡治南鄭，今漢中市城東）就國，而張良亦迴韓國就任韓相。劉邦去漢途中燒毀所過棧道，防止諸侯軍偷襲，並借此表示無東向之意，以麻痹項羽。項羽亦於同時班師彭城。
韓信亦在此時背楚投靠劉邦，但沒有知名，僅任連敖，後坐法當斬為滕公夏侯嬰所救。夏侯嬰與語知其有才能，向劉邦推薦韓信，劉邦拜韓信為治粟都尉。韓信對不能受到重用而欲離去，於是發生蕭何月下追韓信故事。蕭何再次向劉邦推薦韓信，劉邦拜韓信為大將軍。
項羽以韓王（韓成）滅秦無功為借口，不讓他就國而帶他到彭城，廢為侯爵，又把他殺了，立吳縣縣令鄭昌為韓王。 原燕王韓廣不願徙往遼東，新燕王臧荼攻殺之於無終，並其國。
漢元年（公元前206年）五月，齊相田榮不滿項羽分封，攻打臨淄王田都，田都逃到楚國，田市本被項羽封為膠東王，田榮卻立田市為齊王，不讓他去膠東就國，田市畏懼項羽，前往膠東就國，田榮對這個不爭氣的侄子大怒，派人追殺田市於即墨，又迴軍攻殺濟北王田安。這樣田榮擊並三齊，遂自立為齊王，並予彭越將軍印，令其擊楚。項羽派蕭公角攻打彭越，被彭越打得大敗。
漢二年十一月（公元前206年），趙將陳餘因不滿項羽分封，派夏說遊說田榮，從齊王田榮處借兵，與自己三縣之兵一起攻常山王張耳，張耳敗走歸漢。陳餘重迎立代王趙歇為趙王，趙王感激陳餘，立陳餘為代王，陳餘以趙歇弱小，不去代國，以夏說為相國，駐守代地，自己留在趙歇身邊，輔佐趙王。
同月，項羽密令九江王英布遣將殺害義帝於郴縣。
在齊地田榮兼並三齊之時，劉邦在漢中也為攻襲三秦做準備。劉邦入漢中，項羽給予劉邦三萬士兵。劉邦依張良計，入南鄭時燒毀棧道，以防被偷襲和向項羽示意無外侵的意願。
漢元年（公元前206年）八月，劉邦用韓信的計謀，結果受阻於陳倉，雍王章邯的軍隊在渭上堵截，劉邦打算迴漢中，趙衍提議從其他道路走，結果走通，劉邦又在好疇擊潰章邯，最後圍困章邯於廢丘。同月，塞王司馬欣、翟王董翳被迫向漢王劉邦投降。之後幾個月，劉邦遣將攻取隴西、北地、上郡。這樣，三秦除章邯困守的廢丘之外全部歸漢。
而此時因項羽殺韓王成，張良走小路歸漢，派人給項羽送信，稱“漢欲得關中，如約即至，不敢複東”。項羽因此對劉邦放心，而北擊齊國。
劉邦略取關中之際，於九月命令薛歐、王吸出武關，與王陵聯合，將劉太公和呂後等家屬從沛接迴來。十月，漢王拜韓王信為韓國太尉，令其循韓地，並許之若定韓地則拜其為韓王。
韓王信攻下韓地十餘城，項羽所立之韓王鄭昌降，漢二年十一月（公元前206年），漢立韓王信為韓王。
漢二年十月（前206年），漢王劉邦進至陝（今河南陝縣）。在漢基本平定關中之後，開始準備東進了。
漢二年（公元前205年）正月，項羽聞知劉邦已兼並三秦，且準備東進伐楚，而趙國、齊國、梁地都已反叛，項羽以齊國與梁最近，威脅最大，北上攻打齊國，項羽派使者向英布征其一同前往，但英布僅以老弱敷衍，項羽對此深為不滿，幾次遣使斥責。
田榮得知項羽擊齊，率軍迎擊，被項羽打敗。逃至平原，平原民殺了田榮，投降項羽，項羽立田假為齊王。但項羽采取錯誤政策，不僅不予召撫，反而怒田榮反，遷怒齊人，大肆屠殺，所過殘滅，於是齊人紛紛複叛，項羽奔走於齊地，但遠不能撲滅齊地戰火。
田榮弟田橫驅逐田假，立田榮的兒子田廣為齊王，自領齊相，收集齊國敗兵，在城陽（今山東莒縣）反抗項羽，項羽一時沒能攻下城陽。
此時，劉邦正在向東進軍，魏王魏豹、殷王司馬卬相繼降漢，項羽封陳平為武信君，令其平定殷國，於是司馬卬又降楚，過了沒多久，漢王劉邦攻打殷王，平定殷地，俘虜了司馬卬，項羽得知大怒，要誅殺平定殷國的將吏，陳平很害怕，於是來投漢王劉邦。
漢二年（公元前205年）四月，劉邦進至洛陽，接受董公“兵出無名，事故不成”、“明其為賊，敵乃可服”的建議，以項羽殺害義帝為口實，為義帝報仇討逆為政治號召，令三軍發喪，縞素三日，發檄文布告全國：“天下共立義帝，北麵事之。今項羽放殺義帝於江南，大逆無道。寡人親為發喪，諸侯皆縞素。悉發關內兵，願從諸侯王擊楚之殺義帝者”
聯絡各地諸侯王，趁項羽滯留在齊國之際，糾集塞、翟、魏、趙、殷五國諸侯聯軍56萬，兵分兩路攻楚，北路由曹參、灌嬰統率，進攻定陶，擊敗龍且、項它。南路為劉邦親自統率，部將為張良、陳平、韓信、呂澤、張耳、夏侯嬰、樊噲以及五諸侯軍，至外黃，擊敗楚將程處、王武，彭越率三萬人歸附劉邦，劉邦封彭越為魏相國，攻打梁地，派樊噲北上攻打鄒縣、魯縣、薛縣、瑕丘，以阻止項羽從齊國南下，向東攻打下邑、派呂澤駐守，下邑在蕭縣西麵不遠，蕭縣在彭城西麵不遠，項羽南下救援彭城必經蕭縣，這樣，如果項羽迴援彭城，呂澤可以與劉邦東西兩麵夾擊項羽。與北路軍曹參、灌嬰會合，進攻碭縣、蕭縣，攻取彭城。
項羽得知後，留眾部將繼續擊齊，自率精兵3萬疾馳南下，先擊敗駐守在魯縣的樊噲，當時劉邦等眾諸侯已入彭城，收其貨寶美人，置酒高會。項羽乘劉邦陶醉於勝利，戒備鬆懈之際，率軍繞至彭城西，於清晨時發動突然襲擊，駐守在下邑的漢將呂澤沒來得及作出反應，劉邦不得不撤出彭城，楚軍於是大敗漢軍，漢軍往泗水方向潰逃，楚軍緊追不舍，殺漢軍十餘萬人，一直追擊至靈壁（今安徽靈璧縣）東濉水，漢軍相互擁擠、踐踏，加上楚軍追殺，漢軍十餘萬人皆入濉水，濉水為之不流。此役，漢軍被殲數十萬。劉邦急率殘部先在碭縣整頓，然後向西與呂澤會合。
諸侯見劉邦敗，轉投項羽，塞王司馬欣和翟王董翳入楚為將。趙國發現漢並沒有殺張耳，趙兵退去反與漢為敵，魏王魏豹迴到滎陽，斷絕了黃河渡口，也背叛了劉邦，隻有彭越獨自帶領他的軍隊向北駐守在黃河沿岸。
項羽雖取得彭城之戰勝利，但齊地戰事卻不利。在其率軍擊諸侯聯軍時，田橫盡收齊地。但田橫複國後並未攻楚，而是中立於楚漢之間，直至酈食其說齊。
劉邦到下邑，父親劉太公、母親劉媼和妻子呂雉被楚軍俘獲，被拿住做人質，劉邦派人去沛縣尋找家室。張良向劉邦規劃下一步對策。張良說：“九江王黥布，楚梟將，與項王有隙；彭越與齊王田榮反梁地：此兩人可急使。而漢王之將獨信可屬大事，當一麵。即欲捐之，捐之此三人，則楚可破也。”劉邦采納張良建議。謀士隨何自薦往說九江王英布，劉邦來到滎陽，與曹參、灌嬰、靳歙平定雍丘王武的叛亂，程處在燕縣反叛，楚柱天侯在衍氏反叛，羽嬰在昆陽反叛，都被曹參平定，樊噲重新取得魯地與梁地。
漢二年（公元前205年）六月，劉邦迴到關中，漢軍水攻廢丘，雍王章邯在抵抗了十個月兵敗自殺，至此三秦悉為漢有。劉邦收關中士卒迴到滎陽。
隨何勸降九江王英布，英布叛楚，項羽派龍且、項聲攻打英布。項羽親自進攻下邑，繼續向西進攻，至滎陽，劉邦拜灌嬰為中大夫，統率騎兵，在滎陽以東大敗項羽，又在於“京縣”（今河南鄭州滎陽豫龍鎮京襄城村附近）、“索亭”（今河南滎陽索河街道）之間擊敗楚軍，將項羽楚軍擊退到滎陽以東。
京索之戰後，漢軍穩住陣腳，楚軍也無力突破漢軍防線進攻關中。雙方從來開始在滎、成一帶拉鋸，戰爭進入相持階段。
京索之戰，漢軍擊敗楚軍，項羽退迴滎陽以東，而漢軍亦不能過滎而往東。楚漢相持於滎陽。劉邦派酈食其勸說魏王魏豹重新歸漢，遭到魏豹的拒絕，漢二年八月，劉邦派曹參、韓信兵分兩路攻打魏國，即月攻破安邑，曹參俘虜了魏豹，將魏豹帶至滎陽。漢二年九月，劉邦派陳豨、韓信、曹參攻打代國，後九月，平定代國，斬殺代相國夏說。
漢三年十月（公元前205年），劉邦派原常山王張耳收複趙國故地，韓信與張耳一同前往，陳兵井陘，趙王因代地已失，又聞漢軍攻打井陘關，集結趙軍主力至趙國北部抵擋漢軍的進攻，此時劉邦趁趙國南部空虛，離開滎陽，北渡黃河，攻克河內，從南麵進攻趙國，接著攻克了朝歌（今淇縣）、安陽（今安陽南）、邯鄲（今屬河北），當邯鄲失陷，在井陘與漢軍對峙的趙軍主力進退兩難，張耳與韓信在井陘大敗趙軍，趙將戚將軍逃跑至鄔縣（今山西省介休縣），被曹參斬殺。趙王歇逃到襄國，張耳與韓信追擊，劉邦亦從邯鄲北上攻打襄國，漢軍南北夾擊，攻破襄國，殺掉了趙王歇。項羽遣騎兵渡河爭奪趙地，被漢軍擊退。燕王臧荼降漢。
漢三年十二月（公元前205年），韓信與張耳留下在趙國繼續作戰，劉邦返迴滎陽。此前英布被隨何策反，項羽派龍且攻打英布，英布戰敗，與隨何迴到了滎陽。劉邦召見英布，派英布重返九江，收聚數千人歸漢，劉邦也離開滎陽，從成皋南下，到宛縣（今河南南陽）、葉縣一帶迎接英布，給英布增兵，一起迴到成皋。
劉邦據守滎陽，開始修築甬道，由敖倉運輸糧食至滎陽。與項羽對峙，雙方進入相持狀態。
項羽率軍數次攻奪甬道，漢軍糧食短缺，於是劉邦向項羽要求和議，滎陽以西歸漢，以東歸楚。項羽打算接受，範增認為優勢在握，如果放虎歸山，必成後患。所以項羽率軍加緊圍攻滎陽城。劉邦認為範增是個大礙，所以給予陳平四萬斤黃金，要他去離間項羽和範增的君臣關係。項羽中計，削其兵權，範增大怒而告老迴鄉，於途中病故。
為了打破滎陽對峙的僵局，劉邦派靳歙與灌嬰攻打楚軍的糧道。靳歙切斷了楚軍從滎陽至襄邑的糧道，灌嬰切斷了楚軍陽武至襄邑的糧道，命令靳歙與灌嬰離開滎陽，越過梁地，與彭越聯合，攻打楚國後方的魯縣（今山東曲阜），魯縣與齊國交界，又與彭越毗鄰，是楚國的北部門戶，戰略意義重大。
由於調走了灌嬰與靳歙兩支漢軍精銳，劉邦在滎陽與項羽艱難對峙。漢三年（公元前204年）六月，韓信與張耳已平定趙國的反抗餘波，南下至河內修武，接應劉邦。七月，劉邦令禦史大夫周苛、樅公、魏豹等人守滎陽，離開滎陽北渡黃河，來到修武，命令張耳鎮守趙國，拜韓信為相國，韓信請封張耳為趙王，劉邦同意。
劉邦調集原屬韓信與張耳的軍隊，打算迴到滎陽支援前線作戰。此時項羽以滎陽發起猛烈進攻，周苛等人死守滎陽，八月，周苛以魏豹是反複無常之人，難與一起守城，於是殺了魏豹，周苛不能抵擋項羽的進攻，當月滎陽被攻陷，周苛寧死不降楚，被項羽所殺，韓王信被項羽俘虜。劉邦欲迴到滎陽與項羽交戰，鄭忠勸諫劉邦，避開項羽的鋒芒，駐紮在河內小修武，不與項羽交戰，劉邦采納。
此時，灌嬰與靳歙在魯縣打敗了項冠，得知滎陽已失，靳歙南下攻打楚國腹地以牽製項羽，灌嬰率騎兵返迴前線增援，在燕縣（今河南延津東北）打敗楚將王武，又在白馬津打敗楚將桓嬰，過白馬津渡黃河，到達河內與劉邦會合，護送漢王劉邦南渡黃河迴到洛陽，此時項羽又攻破了成皋，到達洛陽附近的鞏縣，雙方在鞏縣交戰，楚軍大敗，不能繼續西進。
劉邦在鞏縣遏製了楚軍的攻勢後，乘勝追擊，意圖奪迴成皋，楚軍堅持皋險要，漢軍攻之不下，劉邦打算放棄進攻成皋，退守鞏縣與洛陽。謀士酈食其勸阻劉邦，不要退卻，並向劉邦說明敖倉的重要性，放棄成皋與滎陽就意味著放棄敖倉。此時楚軍後方受到靳歙的牽製，不能全力攻打敖倉，勸劉邦務必加緊進攻成皋，收複滎陽，堅守敖倉。並自請出使齊，勸說齊王田廣降漢。
劉邦非常讚同酈食其的建議，讓他出使齊國，同時派遣灌嬰往邯鄲調迴一部分韓信鎮守趙地之軍迴到前線，堅守敖倉，並以灌嬰接任周苛的禦史大夫之職。
酈食其不辱使命，以三寸之舌成功勸說齊王歸降。齊王同意歸降於漢，撤去曆城的守軍，示無反意，並與酈食其縱酒慶祝。
靳歙在魯縣打敗項冠後，攻打楚國的腹地，此時攻克了繒縣（今屬山東蒼山縣）、郯縣、下邳（今江蘇邳縣）、蘄縣、竹邑，幾乎包圍彭城。如果不出意外，平定了楚國後方的靳歙再從東麵進攻，加上彭越的配合，攻打項羽的背後，據守滎陽與成皋的項羽必將被漢軍包抄，奪迴滎陽與成皋指日可待。但此時發生了一件令劉邦意想不到的事：韓信從灌嬰口中得知劉邦已失滎陽與成皋，洛陽危急，並且齊國已被酈食其說降，韓信為了自己當齊王，在蒯通的蠱惑下，擅自攻打齊國撤去防守的曆城，齊王大怒，以為是酈食其出賣了他，將酈食其烹殺，急忙派齊軍再次防守曆城，韓信不能攻下。
劉邦得知韓信攻打齊國，齊國叛漢，被迫抽調漢軍主力以武力平定齊國，派灌嬰、曹參、傅寬、蔡寅、陳涓、冷耳、柴武、王周等漢將赴齊助韓信攻打齊國。這樣一來，失去滎陽與成皋的不利局麵雪上加霜，攻打楚國後方的靳歙也不得不放棄進攻，迴到鞏縣抵擋項羽。齊王不得已向宿敵楚國求援，項羽為壯大自己考慮，也派龍且率20萬楚軍支援齊國。
項羽占據成皋天險，與漢軍在鞏縣對峙，如果漢軍再失鞏縣，洛陽也將不保。所幸敖倉還在漢軍的掌控下，劉邦派人堅守鞏縣的同時，命令周勃、程黑、郭蒙等堅守敖倉，劉邦自己則駐軍河內小修武（今屬河南焦作），指揮全局，依黃河北岸駐守，封鎖黃河渡口，以阻止楚軍攻入河內平原，為了重新取得戰略上的優勢，漢軍必須奪迴成皋。但漢軍的主力都用於攻打齊國了，兵力不夠，為了補充兵源，調集一切可以團結的力量，劉邦派使者發往燕國，請求援助，燕王臧荼派溫疥與昭涉掉尾率燕軍助漢。
彭越在梁地，可以對項羽的後方發起進攻，牽製項羽，使項羽不能首尾相顧。劉邦又命令劉賈與盧綰率領二萬人渡過白馬津，與活躍於楚軍後方的彭越軍配合，燒掉楚軍的糧草。在燕縣以西打敗楚軍，攻占睢陽(今河南商丘西南)等17座城池，項羽親自攻打彭越與劉賈，留大司馬曹咎守成皋，臨行前囑部將曹咎謹守成皋，遇漢軍挑戰，切勿應戰，隻須阻止其東進即可。
漢四年十月（前204年），劉邦乘項羽東去兵力薄弱之機，反攻成皋。初時，成皋楚軍堅守不戰。劉邦數次遣人到陣前辱罵，終於激怒曹咎，率部出擊。漢軍乘楚軍半渡汜水之時，全力反擊，斬殺了曹咎，再次奪迴成皋，並俘虜了前塞王司馬欣與翟王董翳。乘勝進至廣武(今河南滎陽東北)，並包圍楚將鍾離昧於滎陽以東。項羽急忙從睢陽迴救，漢軍鑒於兵力不足，暫時無力徹底消滅楚軍，於是見好就收，據險堅守。（注：汜水在成皋以東，漢軍從西邊進攻成皋，必是先破成皋，後渡汜水，《項羽本紀》的記載可能有誤）
漢軍再次收複成皋後，據險堅守，雙方在廣武山（今河南滎陽東北）再次形成對峙。
此時灌嬰、曹參等趕赴齊國助韓信攻破了曆城、臨淄，齊王田廣逃到高密。項羽所派增援齊國的二十萬楚軍也被漢軍消滅，楚將龍且被漢軍陣斬，齊國全境也被漢軍平定。漢四年（公元前203年）二月，韓信自立為齊王。
此時，彭越數反梁地，絕楚糧食，項羽患之。於是置劉邦的父親太公於鼎鑊上，告訴劉邦說：“今不急下，吾烹太公。”（今 天不趕快投降，我就烹煮了你父親），劉邦卻迴答道：“吾與汝俱北麵受命懷王，曰‘約為兄弟’，吾翁即若翁，必欲烹而翁，則幸分我一桮羹。”項羽見無濟於事，隻好作罷。
又有一次，項羽對劉邦說：“天下匈匈數歲者，徒以吾兩人耳，願與漢王挑戰決雌雄，毋徒苦天下之民父子為也。”劉邦卻笑著拒絕說：“吾寧鬥智，不能鬥力。”並向項羽宣布他的十條罪狀。項羽惱怒之下，用暗箭偷偷射向劉邦，正中劉邦胸部，劉邦受傷，迴到成皋養病。
項羽終究無力挽迴楚國的頹勢，戰爭的優勢已完全向漢方傾斜。劉邦病好後，他終於可以放鬆一下了，命令樊噲守廣武，周勃守敖倉，帶上在汜水之戰俘虜的前塞王司馬欣，迴到關中，將司馬欣在他的原都城櫟陽梟首，置酒慰問關中父老，四日後，帶領關中兵又迴到廣武。
漢二年（公元前205年）八月，魏王豹踞河東（郡治安邑，今山西夏縣西北禹王城）反漢歸楚，威脅漢軍側翼。劉邦先派酈食其遊說未成，即命韓信率軍進攻。九月，韓信突襲安邑，生擒魏豹，滅魏國。
安邑之戰，漢魏兩軍使用的兵力不大，是個規模比較小的戰役，但是對當時戰局則起了極大影響。漢軍憑著占領魏屬的河東、太原等郡，可以經略趙代，進攻燕齊，形成從北麵包圍楚國的優越戰略態勢。
漢軍統帥韓信於安邑之戰中，采用了與對三秦作戰“明修棧道，暗渡陳倉”同樣的詭詐手段，又一次成功地獲得了全戰役的徹底勝利。韓信用一部兵力陽渡臨晉，主力暗渡夏陽的手法，引誘輕舉妄動的魏豹，把主力調集到蒲阪以西地區，造成了魏王豹的錯覺，巧妙地掩護了自己渡河的真實意圖，使數萬大軍順利渡河成功。
漢軍渡河急進，奇襲安邑要地，一戰全殲敵人，突出地展示了韓信軍事指揮的卓 越才能。
九月，魏王豹率軍迎擊，但遭到大敗，魏王被俘虜，劉邦令其為將助守滎陽。
安邑之戰後，劉邦繼而采納韓信“北舉燕、趙，東擊齊，南絕楚少糧道，西與大王會於滎陽”的建議，給韓信增兵3萬，開辟北方戰場，以消滅楚的羽翼，實現對楚的戰略包圍。
漢二年（公元前205年）閏九月，韓信首先破代國，生擒相國夏說，代亡。
漢三年十月（公元前205年），韓信、張耳率領漢軍越過太行山，與楚的羽翼趙國戰於井陘口(今河北井陘東南)，韓信一反常規，背水設陣，大敗20萬趙軍，斬殺趙軍主帥成安君陳餘，生擒趙王歇，一舉滅亡趙國。隨之采納趙國降將李左車建議，乘勢不戰而迫降燕王臧荼，平定燕國。
井陘之戰的結局，對楚漢戰爭的整個進程具有重大的意義。漢軍的勝利，使得其在戰略全局上漸獲優勢，即消滅了北方戰場上強勁的敵手，為下一步“不戰而屈人之兵”、兵不血刃平定燕地創造了聲勢和前提，並為東進擊齊鋪平了道路，從而造就了孤立項羽的有利態勢。這雖然是一次戰役規模的戰爭，但卻有著戰略性質的地位。
與此同時，劉邦亦親攻趙。漢將靳歙兵出河內，擊趙將賁郝於朝歌，破之。又隨劉邦進擊安陽以東，下七縣；別將攻趙軍，虜兩司馬，得趙軍二千四百餘人。接著劉邦對趙之邯鄲發起進攻，破趙軍，攻下邯鄲。漢將靳歙破趙軍於平陽，攻下鄴。這樣趙國悉平。
楚數使奇兵渡河擊趙，張耳、韓信往來救趙，因行定趙城邑，發兵詣漢。漢王立張耳為趙王，拜韓信為相國。漢三年（公元前204年）六月，劉邦再敗滎陽，入趙，收韓信軍，令韓信收趙兵未發者準備擊齊。
韓信滅趙後，陳兵燕境，燕王臧荼迫於漢軍兵威，加入漢方對楚作戰。
漢二年（公元前205年）四月，漢軍於彭城戰敗後向西潰退，彭越把他攻占的城池又都丟掉，獨自帶領他的軍隊向北駐守在黃河沿岸。
漢三年（公元前204年），彭越經常往來出沒，替漢王遊動出兵，攻擊楚軍，在梁地斷絕他們的後援糧草。
九月，劉邦采用郎中鄭忠之策，派將軍劉賈、盧綰將卒二萬人、騎數百，由白馬津渡河，進入楚地佐助彭越。漢軍與彭越聯軍燒掉楚軍積聚的糧草，楚軍乏食。楚軍迴擊劉賈，劉賈堅守不出不與楚軍交戰，與彭越互相唿應。
漢四年（公元前204年）冬，楚軍和漢軍在滎陽相持，盧綰、劉賈攻下睢陽、外黃等十七座城邑。項羽知悉後，就派曹咎駐守成皋，親自向東收複了彭越攻克的城邑，又都歸複楚國所有。彭越於是率軍北上穀城。
漢五年（公元前202年）秋，楚軍向南撤退到夏陽，彭越又攻克昌邑等二十多個城邑，繳獲穀物十多萬斛，用作漢王的軍糧。
漢四年（公元前203年）二月，韓信自立為齊王，項羽為了避免被漢軍三麵包圍，項羽派武涉赴齊國，遊說韓信，勸他發兵助楚，攻打劉邦，但齊國的漢將都是劉邦的親信，韓信以“漢王劉邦待他甚厚，不忍背叛”為由拒絕了武涉的請求。
韓信命令禦史大夫灌嬰離開齊國，率漢騎南下，首先進攻楚國的魯地，大破楚將薛公杲於魯北。南下再破薛郡長，攻博陽，進軍至下相，奪取取慮、僮、徐等縣。接著渡過淮河，進至廣陵（今江蘇揚州），盡降楚國城邑。
項羽急忙派項聲、薛公、郯公奪迴淮北。灌嬰北渡渡淮，在下邳大破項聲、郯公軍，將薛公斬首，奪取下邳。接著追擊楚軍，破楚軍於平陽（南平陽，今山東鄒城市），迴師還攻並占領彭城，俘虜楚柱國項佗，降服留、薛、沛、酂、蕭、相等縣。攻苦、譙，再次俘獲亞將周蘭。
灌嬰平淮北後，後來與劉邦軍會師於頤鄉（位於今河南鹿邑縣）。
漢四年（公元前203年）八月，楚軍糧盡，項羽被迫議和，劉邦亦未能調來韓信、彭越援軍，於是雙方訂立和約“中分天下”，劃鴻溝（古運河，位於今河南滎陽以東）為界，東歸楚、西屬漢。楚漢兩軍在滎陽、成皋一線相持兩年零五個月後，休兵罷戰。
和約定立後，劉邦派使者至楚營請求放還劉邦家屬，但都一一遭到拒絕。後來侯生往使，成功說服項羽放還劉邦家人。劉邦拜侯生為“平國君”，但侯生受封之後即隱退。
劉邦遂聽張良、陳平的建議，趁楚軍銳氣消磨殆盡的退兵路上發起追擊。彭越趁項羽向南撤退到陽夏之機，攻克昌邑旁二十多個城邑，繳獲穀物十多萬斛，用作漢王的軍糧。劉邦亦趁機率軍發起追殲，於漢五年十月（前203）擊敗項羽親率楚軍取得陽夏（今河南太康），樊噲虜楚大將周將軍卒四千人。劉邦率領漢軍追擊項羽至固陵，劉邦另派劉賈南渡淮水包圍壽春，劉賈很快到達，派人尋找機會招降楚大司馬周殷。周殷叛變楚王，幫助劉賈攻下九江，迎著武王黥布的軍隊在垓下會合，斷項羽向南逃後路，並共同攻打項羽。
不久，灌嬰、靳歙率領騎兵軍團從彭城往固陵而來，劉邦親自在固陵東邊頤鄉與灌嬰率領的漢軍鐵騎會合。項羽得知灌嬰、靳歙等率領漢軍東來後，為防自己被包圍往南退守至陳下，劉邦在灌嬰、靳歙率領精銳騎兵到來後，發動反攻。漢將宣曲侯義率領騎兵和汾陽侯靳強率漢軍為先鋒，攻固陵楚軍，便擊破了楚大將鍾離昧的部隊，揭開了陳下之戰的序幕。
項羽南逃至陳縣，大將鍾離眜也趕到，漢五年十一月（公元前203年），漢將靳歙從濟陽來與劉邦會合，同時平定淮北的灌嬰到達苦縣（今河南省鹿邑縣）的頤鄉，劉邦與灌嬰會合，對駐陳的楚軍形成東西夾擊合圍之勢，項羽隻得繼續東撤，陳縣縣令立即降漢。
項羽繼續向東而逃。此時劉賈已攻占了壽春，項羽無心攻打壽春，立即調轉馬頭，轉向東方逃跑，越過已被屠成空城的城父。[注：城父（今亳州城父鎮附近）與垓下（今靈璧）均是在陳下（今淮陽）正東邊，而不是東南邊]
劉賈派人策反了楚大司馬周殷，周殷叛楚，以舒縣之兵屠戮了六縣，與英布一同北上.，與劉賈會合，離開壽春，前往城父垓下一線對項羽進行戰略合圍，經過城父時對其進行了屠城，雞犬不留。身在齊國的韓信，見項羽大敗，三分天下已無望，於是離開齊國，來到城父與劉邦會合。無論屠六縣還是屠城父都是為了讓楚軍得不到補給和立足之地。
漢五年十二月（公元前203年），項羽逃離城父，逃至垓下，漢軍迅速跟上，將10萬楚軍包圍於垓下（今安徽靈璧）。
楚軍兵少食盡，屢戰不勝，夜聞四麵楚歌，軍心瓦解。項羽大驚曰：“漢皆已得楚乎?是何楚人之多也!”，於是夜起慷慨悲歌，曰：“力拔山兮氣蓋世，時不利兮騅不逝。騅不逝兮可奈何，虞兮虞兮奈若何!”“歌數闋，美人（虞姬）和之（參見霸王別姬）。項王泣數行下，左右皆泣，莫能仰視”。
是夜項羽拋棄大部隊率800餘騎兵趁夜突圍南逃，天明後劉邦方才發覺，遂派灌嬰率數千騎兵追擊。
楚軍渡過淮河後隻剩下百餘騎，逃至陰陵（今安徽定遠縣西北）時因迷路，問路一田父，田父誆騙而左行，結果陷於沼澤，致使漢軍追上。
至東城（今安徽定遠縣境內）時，僅剩下28騎，項羽自度難以脫身，卻依然說：“天亡我，非戰之罪也。”
逃至烏江（今長江，位於今安徽和縣東北烏江鎮）時，烏江亭長力勸項羽過江，以圖東山再起，項羽卻說：“天之亡我，我何渡為! 且籍與江東子弟八千人渡江而西，今無一人還，縱江東父兄憐而王我，我何麵目見之? 縱彼不言，籍獨不愧於心乎?”自覺無顏見江東父老，不肯渡江。
接著在力殺漢軍數百人後，自刎而死。
垓下一戰，劉邦全殲楚軍，獲得最後勝利。項羽敗亡後，楚地陸續平定，最後唯原項羽封地魯不下，漢軍乃以項羽頭示魯，魯遂降，楚國至此全部平定。
楚漢戰爭末期，屬楚國陣營的衡山王吳芮、九江王英布先後歸附漢王劉邦，唯臨江王仍不聽命。在項羽覆滅的同時，漢軍又攻破臨江國都江陵（今湖北荊州），俘虜項羽所立的臨江王共尉。
楚漢之爭是由秦末農民戰爭直接演變而來的，但性質卻截然不同。在當時的社會條件下，農民戰爭雖然勝利地推翻了舊的封建王朝，但曾經是農民戰爭領袖的劉邦和項羽，卻不得不走封建統治的老路，遂轉變為封建統治權的角逐者。在這場角逐中，項羽具有強烈的舊貴族意識，不善於用人，不能重建統一王朝。劉邦知人善任，因勢利導，終於戰勝了項羽，登上了西漢皇帝的寶座，建立了漢朝。
漢王劉邦統一天下後，便以“漢”為國號，建立了統一的西漢王朝，並為後來的“文景之治”奠定了基礎，又經漢武帝一朝，達到了西漢的巔峰時期。楚漢戰爭造就了統一的西漢王朝，後曆王莽短暫篡國後又進入東漢時期，形成了中國曆史上長達400餘年的長期統一局麵，促進了漢民族的形成和經濟的發展。
戰爭評價
楚漢戰爭曆時4年多，戰地之遼闊，規模之巨大，用兵韜略之豐富，前所未有，在中國古代戰爭史上占有重要地位。楚漢戰爭最終實現了西漢王朝的大一統，具有積極的曆史意義。
項羽摒棄秦朝中央集權製度，實行分封製，恢複戰國時期的封建割據，疆土分裂，天下不能真正統一，埋藏戰爭隱患。劉邦與項羽爭天下，為什麽項羽失敗了? 項羽不會知人善任，不信任手下，不愛聽意見，又吝於封賜，不會識別和籠絡人才，以致韓信、陳平、英布等先後歸漢，不善於團結利用反漢同盟，致使魏王豹、代相夏說、趙王歇與楚各自為戰，魏、代、趙國相繼滅亡。
且剛愎自用、優柔寡斷，不會抓準時機，像一個小孩子一樣好哄。他嗜殺殘暴，坑殺20萬秦兵、屠掠鹹陽、弑殺義帝，大失人心。時有人諫言建都關中，他不聽而烹殺諫者，誤中陳平離間計，致使謀士範增憤而告退。平定齊國叛亂後，殺戮過重以致齊地複叛。不都關中，放棄形勝之地。他分封不公，導致諸侯叛亂，疲於應付。又封秦朝三個降將於關中，因曾坑殺20萬秦兵，三秦王在關中很難立足，以至漢軍得以輕鬆平定三秦。
時劉邦先入關中，派兵守住函穀關，抗拒諸侯。本來項羽已經準備滅掉劉邦，就因為項伯說情就放了他。鴻門宴上，形勢有利，隻要他一聲令下，劉邦就必死無疑，可他優柔寡斷，遲遲不發令。所以項羽失去了所有有利的時機，“時至不行，反受其殃。”因此，項羽敗給了劉邦。
劉邦則是海納百川，隻要說得有道理，他都會聽。他善於籠絡利用諸侯以及手下將領，大家樂為其效命，韓信為齊王時，楚使說齊王韓信不反可略見一斑。
名將韓信在戰爭中顯示了其卓 越的統帥才能。先定魏王豹之戰、再破代、攻趙、降燕、伐齊，最後在垓下全殲楚軍，其還定三秦之戰暗渡陳倉出自《史記·淮陰侯列傳》；井陘之戰拔幟易幟、背水一戰；濰水之戰以水衝敵、半渡而擊；垓下之戰四麵楚歌、十麵埋伏。韜略之豐富，用兵之靈活，在中國戰爭史上寫下的光輝的篇章，亦為曆代兵家所推敬借薦。