被项羽分封的诸王，多忙于保持本身的职位，并不真正从命项羽的带领，没有受封的人更是心抱恨恨，方才一个月就相互攻杀起来。刘邦则乘机出兵，攻灭了章邯等三个王，完整占有关中地区。公元前205年春，刘邦便当用项羽率兵北上攻打齐王田荣的机会，带领不对劲项羽的五诸侯兵56万人，挥兵东向，攻占彭城。项羽急领精兵3万回师。刘邦败北，退守荥阳。刘邦的老婆吕雉和父亲都做了项羽的俘虏。公元前204年夏，刘邦尚未规复元气，项羽又包抄了荥阳。刘邦一面派人与项羽和谈，觉得缓兵之计；一面用陈昭雪间计，使项羽与部下反面，不能用范增的主张，坐失战机。就如许，刘邦便摆脱了窘境，得以重整旗鼓。这一年十月，刘邦攻占了成皋，占有囤积充沛粮食的敖仓，军心大振。此时，大将韩信已经前后攻占了魏、赵和齐地，刘邦也南联九江王英布，北联燕王臧荼。如许就完成了对项羽的包抄情势。
为了颠覆秦朝统治，叛逆兵作出决定，由刘邦领兵向西略地入关，项羽往北救赵入关，并且商定“先入定关中者王之”。因为刘邦军纪严明，“所过毋得掠掳”，又采纳了拉拢秦将约其降的目标，很快崩溃了秦军，没有碰到大的抵当，就攻陷了咸阳。秦王子婴投降，秦朝灭亡。今后，刘邦听了张良、樊哙的奉劝，“封秦重宝财物府库”，还军灞上，又除秦苛法，“与父老约法三章”，规定“杀人者死，伤人及盗抵罪”。刘邦的一套体例，遭到了关中群众的拥戴，“秦民大喜，辩论牛羊酒食献飨军士”。刘邦又直言回绝：“堆栈里的粮食很多，并不贫乏粮饷，不要秦民再操心。”这更使得大师欢畅，都唯恐刘邦不为秦王。
公元前203年秋，项羽兵疲粮绝，被迫与刘邦达成和议，平分天下，以鸿沟(今河南荥阳)为界，以西归汉，以东归楚。项羽偿还了刘邦的父亲和老婆。
但是，正在这时，项羽的叔父项伯却因为与张良要好，连夜偷偷跑到刘邦军中，把项羽明日进击刘邦的动静奉告张良，并劝他从速逃脱。张良反劝项伯和他一起去见刘邦。刘邦估计到本身力量不及项羽，只得在项伯来时，向他表示，本身清理关中户口、府库，恰是等候项羽前来领受，绝无独占关中的野心，并请项伯把这个意义转告项羽。刘邦还称项伯为兄，为他设置酒宴，与他约为姻亲，对项伯竭尽拉拢之能事。项伯承诺了刘邦的要求，约刘邦明日一早快来拜见项羽。当夜，项伯就把刘邦的话转告了项羽，并替刘邦说了很多好话，终究使项羽窜改了进击刘邦的决定。
在陈胜、吴广农夫叛逆失利今后，楚地的刘邦和项羽带领两支农夫军，持续停止反秦斗争，成了反秦的主力。
鸿沟和议后，项羽引兵东归了。但是，刘邦服从张良和陈平建议，持续挥戈东进。公元前202年，与韩信和彭越两支军队汇合，大败项羽于垓下，将项羽和楚军重重围住。在茫茫黑夜里，楚军四周都唱起了楚歌。项羽大惊，哀叹道：“汉军已全数占据楚国了吗?为甚么汉军中的楚人这么多?”在“四周楚歌”中，项羽感到了毁灭的运气就要到临，只得和身边的美人虞姬借酒消愁，乘着酒兴，慷慨悲歌：“力拔山兮气盖世，时倒霉兮骓不逝，骓不逝兮可何如，虞兮虞兮奈如何?”项羽歌罢，带着八百懦夫，乘夜突围，向南逃去。当逃到乌江时，汉兵已经追到，又拼杀了一阵，项羽遍体鳞伤，自度不能逃脱，便举剑他杀了。
这时，项羽也破釜沉舟，在毁灭了秦军主力今后，到了函谷关外。他传闻刘邦已经攻破咸阳，收降了子婴，便肝火冲冲地突破函谷关，驻军鸿门，并筹办第二天击破刘邦军。这时，项羽的谋士范增也看破刘邦本来在山东时“贪于财贸，好美姬”，而入关今后，却“财物无所取，妇女无所幸”，申明他正在收揽民气，志气很大，也劝项羽要当即打击刘邦，不能给他以喘气、生长的机遇。当时，项羽军士40万，刘邦只要军士10万，如果项羽进击刘邦，是有掌控得胜的。