只是楚河汉界之盟签订后，项羽如约领兵东归，刘邦正欲西返之时，张良、陈平谏曰：“汉有天下太(大)半，而诸侯皆附之。楚兵罢(疲)食尽，此天亡楚之时也。不如因其机而遂取之。”
于是刘邦听从张良、陈平之言，背约领兵追击项羽的楚军，并传令韩信和彭越，让他们两人尽领各自所部，南下包围合击项羽。
刘邦所领汉军在固陵(今河南太康南)追上了楚军，不过由于韩信和彭越按兵不动，被项羽所领楚军含怒反击，大败退回，结寨防御，以待援军。
在这个随时可能被项羽反戈一击，扭转局势的关键时刻，刘邦听从了张良的建议，先后将韩信封为齐王（齐地本来就是韩信领军攻下的，只是刘邦一直没有将此地封给韩信，只是命韩信为假齐王，也就是代理齐王，此次才将韩信由假王封为真王。）、将彭越封为梁王、将英布封为淮南王，如此一来，韩信、彭越、英布等人便领兵前来汇合刘邦。
众将齐至，汉军顿时集结了四十万大军，刘邦命韩信统领全军，韩信至此，完全发挥出“多多益善”的兵仙本领，不久就在垓下将十万楚军团团包围起来了。
接下来就是后世之人耳熟能详的“十面埋伏”、“四面楚歌”等事了，逼得项羽爱妃虞姬为了免除项羽后顾之忧，在军中自刎，项羽也唱出了那首名传千古的《垓下歌》：“力拔山兮气盖世。时不利兮骓不逝。骓不逝兮可奈何！虞兮虞兮奈若何！”。
虞姬既逝，楚军军心涣散，兵无战心，次日项羽只好舍下大军，领着八百心腹精骑突围往南面而去，项羽一路突围摆脱汉军的追击，等渡过淮河的时候，身边仅剩一百多人了。
等到达阴陵，项羽迷路了，向路边一个老农问路，老农却将他们指到一个沼泽边上，项羽所部无法渡过沼泽，只能折回，却被汉军追兵围上了。
一场激战下来，项羽成功向东突围，到了东城的一座山上，身边只有二十八人了，围困他们的汉军却有数千人马。
项羽看到这种情况，预计此番必无幸理，就对部下说自己从起兵到现在已经八年了，历经七十余战，未尝一败，这才称霸天下，如今被汉军围困于此，是天要自己，非是自己作战不力的结果。