项羽将荥阳的刘邦四面围定攻打，刘邦军势非常危急，部将纪信于是引两千军乘黄车假扮刘邦出城，说刘邦愿意投降，项羽赶来见到纪信问刘邦在哪，纪信说刘邦已经逃走了，项羽于是将纪信烧死。

    汉四年，项羽攻下荥阳，处死荥阳守将周苛、枞公。

    而刘邦走宛、叶，派人说服英布背叛项羽，进入成皋。项羽得知后迅速率兵前来攻打，夺下成皋，一路西进。

    刘邦逃亡巩县，派重兵阻挡，项羽无法挺进。

    此时，彭越渡河攻击东阿，楚将薛公兵败身死，项羽于是亲自率军攻打彭越，彭越败走，但成皋却被刘邦趁机夺下。

    项羽回军与刘邦对峙于广武，相持了几个月。

    项羽向刘邦单挑，但刘邦不肯，于是，项羽派壮士出来挑战，但被楼烦人射杀。

    项羽大怒，身披铠甲手持长戟来挑战，楼烦人准备射项羽，项羽怒目而视，将楼烦人吓得不敢出来。

    刘邦听闻后，出来和项羽对话，项羽又向刘邦挑战，刘邦不从，项羽以弩射伤刘邦，刘邦退入成皋。

    韩信于河北攻破齐、赵等国，并准备进攻楚国，项羽派大将龙且前往进攻韩信，但却被韩信所破杀，这时，彭越又于上谷城复出，项羽大怒，亲自前往救援，留大司马曹咎原地待守，并告诫他不要出战，只需守住十五日即可。

    项羽走后，刘邦军前来挑战，曹咎大怒，引兵渡汜水，刘邦军趁机发动进攻，大破曹咎军。项羽听闻曹咎兵败，引兵而回。

    这时，刘邦军正于荥阳东围攻钟离眜，听到项羽回来了，非常害怕，全部退走。

    项羽腹背受敌，又粮草不继，于是，送还刘邦家眷，与刘邦签订盟约，以鸿沟为界，中分天下。

    垓下之战鸿沟和议后，项羽引兵东归，刘邦却趁这个时候突然撕毁盟约，追击项羽，想要把项羽一举消灭。

    但和刘邦约定一起出兵的韩信和彭越却没有来。

    项羽引兵反击刘邦，大破汉军，刘邦于是深沟高壑，坚守不出。

    刘邦以加封土地为条件，说动韩信从齐地南下，占领楚都彭城和今天苏北、皖北、豫东等广大地区，兵锋直指楚军侧背，自东向西夹击项羽；

    梁王彭越率军数万从梁地出发，先南下后西进，与刘邦本部军共同逼楚军后退；

    汉将刘贾率军数万会同九江王英布、合兵十万，自淮北出发，从西南方发动对楚地的进攻，先克寿春，再攻下城父并将此城军民全部屠尽；

    而镇守南线的楚将大司马周殷此时叛楚，屠灭六县，再与英布、刘贾会师。

    随后，北上合击项羽；同时，得到关中兵丁补充的刘邦则率本部军二十万出固陵东进；

    汉军五路大军、合计近六十万之众，形成从西、北、西南、东北四面合围楚军之势，项羽被迫率十万楚军向垓下后撤。

    刘邦以韩信引兵三十万为前军，将军孔熙为左翼、陈贺为右翼，刘邦率部跟进，将军周勃断后。

    项羽引兵十万，先与韩信大战，韩信军失利往后退却，令左右两翼包夹项羽军，项羽军抵敌不住。

    于是，往后撤，韩信趁机反击，项羽军大败，退到壁垒坚守，刘邦乘胜领大军将项羽重重包围。

    项羽军在垓下，不但兵少，而且粮草不够，又被刘邦几十万大军包围，于是，率领八百骑兵趁夜突围，天亮后，汉军发觉项羽离去。

    于是，灌婴率五千精锐骑兵追击，等他渡过淮河，随从的骑兵只有一百多人了，来到阴陵时，项羽迷路了，他去问一个老农，老农回答：“左”往左去，陷入了一片沼泽，耽误了时间。

    汉军追了上来，经过一场激战，项羽又往东去，到达东城的一座山上，只剩下了二十八骑，而追击的汉军却有数千人。

    乌江自刎项羽自忖不能脱身，就部下说：“我从起兵到现在已经八年，经七十余战，抵挡我的人都被我攻破，我打击的人都表示臣服，未尝败北，遂称霸天下，现在困于此，不是我不会打仗，而是天要亡我！

    今日是要决死战了，我要为诸君痛快地一战，必定要胜利三次，为诸君击溃包围、斩将、砍旗，让诸君知道，是天要亡我，非我不会打仗。”

    于是，他分骑兵为四队，此时，汉军围困数重，项羽对他的骑兵们说：“我为你们杀掉对方一将！”

    于是，他命令骑兵们分四面向山下冲，约在山东面会合。

    项羽大呼驰下，斩杀一汉将。赤泉侯杨喜追项羽，项羽大喝一声，杨喜的人马俱惊，退后数里！项羽与骑兵分为三队，汉军不知项羽在哪队，就也分三队包围。

    项羽飞驰而出，又斩杀一汉将，同时杀近百人，再会合骑兵，仅损失两骑，项羽问：“怎么样？”

    骑兵们钦佩地回答：“和大王说的一样”。

    项羽一路逃到乌江，遇见乌江亭长，亭长劝项羽可以回到江东以图东山再起，但项羽以无颜见江东父老为由拒绝，并将自己坐下马赐予亭长。

    于是，项羽下马步战，一口气杀了汉兵几百人，自己也受了十几处的伤。而后挥刀自刎。

    项羽军中上下见回乡在望，兴奋不已，但接报韩信军队有异动，项羽深信刘邦，未有在意。

    刘邦担心韩信对付项羽，追问樊哙等人军情，但众支吾以对。

    刘邦发现韩信和吕雉早已部署好伐楚大计，只有自己被蒙在鼓里，怒不可遏，斥众人卑鄙，但众人满不在乎。

    刘邦欲向项羽告密，但其使者被吕雉所杀，刘邦怒极。张良外游归来，刘邦与他商量，但张良竟支持伐楚，刘邦对人性变脸感心寒。

    吕雉和韩信逼刘邦为出师批出皇命，刘邦拒绝，吕雉等下跪恳求了一日一夜。刘邦苦思多时，终答应出兵。

    韩信在垓下部署有重兵，且该处地形险峻，只要逼项羽到垓下，必能捕杀，吕雉大赞好计谋。

    韩信吩咐刘邦修书给项羽，以令楚军更疏于防范，刘邦致函项羽贺其大婚，更送上美酒。

    刘邦见时机成熟，向项羽下战书，项羽始知刘邦诡计，怒不可遏，决定与他决一死战。

    项羽感此战凶险，把虞姬送回彭城躲避，二人依依不舍。项羽判断韩信用兵之法后，决定下令军队直奔彭城，以重张旗鼓。

    项羽虽被韩信追逼，但阵脚未乱，全力赶返彭城，令韩信无计可施，欲放弃追击项羽。

    时英布等竟劫持虞姬到垓下，项羽不惜一切赶到垓下救人。

    韩信派员在楚军营地大唱楚歌，令楚军思乡情切，项羽的八千子弟兵一夜四散。

    公元前202年，项羽和刘邦争夺天下，项羽被刘邦困在了垓下，刘邦手下有不少人会唱楚歌，项羽几番突围失败，兵孤粮尽，夜晚听到四面楚歌，以为楚地尽失，楚营里的将士们听见家乡的歌声，军心涣散，都纷纷逃跑了。楚霸王看见大势已去，心如刀绞，他什么也不留恋，只惦记着美人虞姬。

    两人饮酒帐中，不由悲伤地唱起了《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！”

    虞姬凄然起舞，忍泪唱起《和垓下歌》：“汉兵已略地，四方楚歌声。大王意气尽，贱妾何聊生！”虞姬的这一首《和垓下歌》，既是历史（待考证）上少见的绝命悲歌，也是爱情的悲歌，虞姬为了让项羽不再有牵挂，唱完《和垓下歌》，拔剑自刎。

    项羽悲恸万分，在仓促间只好于垓下草草掩埋了虞姬，随即项羽带着六百骑兵连夜突围而出，被汉军追至乌江边，乌江亭长说江东还是霸王的地方，汉军没有船，让霸王渡江东山再起。

    项王说，自己当年与江东8000子弟出征，已全部战死，自己不愿苟且偷生，并无颜面再见江东父老，谢绝了乌江亭长的好意，将乌骓马送给乌江亭长引渡，然后率领28个子弟兵执短兵器和杀来的汉军再次拼杀，最后项王见到自己的旧部下吕马童，说：不是我项羽不能打，天要亡我，我又奈何，既然老朋友都来了，那就让老朋友得万户侯（刘邦当时用重金购项羽首级），于是慷慨地自刎在乌江边，将头送给了吕马童。