項伯當天夜裡就返回了軍營，他對項羽說：“因為沛公先行進入關中，為我們掃除了入關的障礙，我們這才能順利地通過函穀關，沛公是有功勞的人，我們不應該猜疑他，應該真誠相待。 ”項羽聽了，便決定不再進攻劉邦。

第二天，劉邦來到了項羽的軍營，隻帶了樊噲、張良和一百名精銳親兵。到了項羽的大帳鴻門，當麵向迎接他的項羽賠禮道歉。

項羽請劉邦入內赴宴，範增在酒宴上，一再示意項羽發令，但項羽卻猶豫不決，默然不應。範增召項莊舞劍為酒宴助興，趁機殺掉劉邦，項伯為保護劉邦，也拔劍起舞，掩護了劉邦，項莊的刺殺沒有成功。後來劉邦借故離開，回到了大營。

在鴻門宴上，劉邦表現出了極高的沉著與冷靜。能夠全身而退，除了張良、項伯、樊噲的力保之外，關鍵是劉邦的冷靜與沉著。

鴻門宴之後，項羽便領兵西進，項羽入鹹陽，燒阿房宮、殺秦王子嬰。又分封各路將軍為王，劉邦被封為漢王，領地是巴、蜀和漢中，有四十一縣，國都為南鄭（今陝西南鄭）。並封秦朝的降將章邯、司馬欣、董翳（音意）為雍王、塞王、翟王，領關中地，以扼製劉邦。

劉邦大怒，打算出兵攻打項羽，經過蕭何等人的勸阻，才決定隱忍入蜀。

項羽自稱西楚霸王，掌握軍隊最高統帥權。楚懷王被尊為義帝，後來在郴縣被項羽殺害。

項羽分封，表麵上看去論功行賞，但是實際上卻是對原諸侯勢力進行重新組合，對服從自己的予以分封行賞，並沒有照顧原諸侯在本國的實力與影響。因此從一開始埋下亂源。而且他又拒絕了謀士自王關中的建議，堅決衣錦還鄉。

（前206年）四月，諸侯在戲下罷兵，各自回到自己的封國。劉邦隻好忍氣吞聲接受封號，於四月領兵入漢中、並燒毀棧道（用木板架在懸崖上鋪成的道路），以示再也無意東出，以麻痹項羽。

齊國貴族後裔田榮不滿分封，趕走齊王，殺膠東王，自立為齊王。

五月，劉邦乘機揮軍東出，拜韓信為大將，重返關中，很快擊敗章邯

八月，劉邦迫降司馬欣、董翳。並用計欺騙項羽，使其相信自己取得關中後已心滿意足，再也不會東進了。項羽放心去攻打田榮，對西邊沒有加強防範。最終則陷入齊地泥潭無法抽身。這樣給了劉邦絕佳的機會。

（前205年），劉邦在基本平定三秦後，準備東出與項羽爭天下。他出關到陝，慰問那裡的父老。

三月，劉邦率軍從臨晉渡河，魏王豹領兵跟隨。

很快攻下河內，俘虜殷王司馬卬，置河內郡。南渡平陰津到雒陽，降河南王申陽。這時有新城三老董公等擋在劉邦馬前訴說義帝的死亡經過。

漢王聞後，大哭一場，遂為義帝發喪，舉哀三日。

然後向各諸侯王發布項羽大逆無道的罪狀，並以此為借口號召各諸侯王率兵與自己一起討伐項羽為義帝報仇。從而正式拉開了四年楚漢戰爭的序幕。

前205年，五月，劉邦乘項羽深陷於齊國，無力抽身的機會，率領諸侯聯軍五十六萬一舉攻占西楚都彭城。

短暫的勝利使劉邦失去理智，整日與諸侯喝酒慶祝。項羽聞之，急率輕騎兵三萬回襲彭城，聯軍無備，一時被殺十萬，溺水淹死十萬，劉邦僅率數十騎逃脫，以漢為首的反楚聯盟瓦解。

（前205年）六月，劉邦率部退到滎陽，一路收集敗兵，並派韓信、灌嬰等在京索之戰中擊敗了楚追兵，得以喘息，穩住了陣腳，遂重整軍隊，依托關中基地和有利地勢與項羽長期抗爭。

7月，章邯終於兵敗自殺，劉邦完全解除了後顧之憂；且在逃往滎陽前便派人說服英布反楚，聯絡彭越擾楚後方；派韓信開辟北方戰場，攻魏，破代，滅趙。

同年冬，項羽發動反攻，圍困滎陽，形勢十分危急。劉邦用陳平反間計，使項羽懷疑範增，不用其謀，迫使範增怒而歸鄉。

紀信裝扮成劉邦去楚軍詐降，劉邦乘機逃出滎陽。項羽加緊圍攻滎陽，並奪取成皋。

為了減輕楚軍對滎陽的壓力，劉邦率軍經武關、宛（今南陽）、葉（今葉縣南），想引誘項羽南下。

為配合漢軍行動，此時韓信也率軍到達黃河北岸，聲援滎陽。彭越正在進攻下邳（今江蘇邳州南）。項羽被迫率軍回救，劉邦乘機收複成皋

（前204年）七月，項羽以淩厲攻勢拔滎陽，再奪成皋。

劉邦一麵命漢軍在鞏縣一帶堅守，阻擊楚軍前進，一麵命韓信組建新軍擊齊，派人入楚腹地協助彭越進攻睢陽縣、外黃縣等地，再次迫使項羽回救。

（前204年）十一月，劉邦用計收複成皋，斬殺了項羽大將曹咎。

項羽在擊敗彭越後，尋漢軍主力決戰不成，屯兵廣武（今河南滎陽北）與劉邦形成對峙。不久，韓信在濰水之戰中殲滅齊楚聯軍，完成對楚側翼的戰略迂回，又派灌嬰率軍一部直奔彭城。項羽腹背受敵，兵疲糧儘，遂與漢訂盟，以鴻溝為界，中分天下，東歸楚，西歸漢。

（前203年）十月，項羽引兵東歸。

楚、漢訂盟後，劉邦本想退兵，在張良、陳平提醒下，下令全力追擊楚軍。

前203年十一月，兩軍戰於固陵（今淮陽西北），項羽小勝。

（前202年）正月，劉邦、韓信統領三十萬漢軍與十萬楚軍於垓下（今安徽靈璧南）展開決戰。漢軍以韓信率軍居中，將軍孔藂為左翼、陳賀為右翼，劉邦率部跟進，將軍周勃斷後。

韓信揮軍進攻，采用誘敵深入戰術，前軍先詐敗，信引兵後退，命左、右翼軍包抄攻擊楚軍後部步軍。楚軍久戰疲勞後軍迎戰不利，漢軍將楚後軍與項羽前軍騎士分割兩半，韓信再指揮全軍反擊，楚軍大敗，陣亡四萬餘，被俘兩萬，被打散兩萬，僅剩不到兩萬傷兵隨項羽退回陣中。

後楚軍退入壁壘堅守，被漢軍重重包圍。楚軍兵疲食儘。漢軍和諸侯聯軍將之重重包圍，晚上四麵傳來楚國的歌聲。致使楚軍上下軍心瓦解，項羽隻有率八百人突圍至烏江（今安徽省和縣境）。

這時項羽身邊隻剩下二十八騎，一亭長願帶項羽逃至江東重振霸業，遭項羽拒絕。項羽帶著二十八騎大戰漢軍，在全軍覆沒後於烏江自剄而死。

楚地自此歸漢。隨後，劉邦率軍北上，招降魯，並以魯公之號將項羽葬於穀城。隨後，劉邦還至定陶，馳入韓信軍中，收奪其兵權。

（前202年）正月，韓信等諸侯及群臣共同上書劉邦，請他即位稱帝。劉邦再三推辭，韓信他們說：“大王雖然出身貧寒，但能率領眾人掃滅暴秦，誅殺不義，安定天下，功勞超過諸王，您稱帝是眾望所歸。”

劉邦順水推舟地說：“既然你們大家都這樣看，覺得有利於天下吏民，那就按你們說的辦吧。”

前202年劉邦稱帝，定都長安，國號“漢”史稱西漢。