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1.萧何月下追韩信
刘邦到了南郑后，因为部下的将士大多数是山东一带的齐国和楚国人，他们不服这里的水土，又思念故乡，情绪很不稳定，一些人常聚会在一起齐唱家乡的歌曲。一些士兵不愿再跟着刘邦待在南郑了，纷纷逃亡，跑回了自己的家乡；将领逃亡的也有数十人。韩信见此情形，十分着急，就向刘邦建议说：“项羽分封有功的诸将为王，而独封你来南郑这个边远的地方，这是对你的报复。你的将士都是太行山以东一带的人，他们日夜思念返归故乡，你利用将士们这种思乡的情绪，可以所向无敌，建立大功。等到天下安定，人们都想安居乐业生活的时候，就再也难组织起这么一支可战的军队了。你应当赶快决策东下，与项羽争天下。”韩信这时只是刘邦部下的一名治粟都尉，他的话没有引起刘邦的重视；韩信觉得跟着刘邦在南郑没有前途，也就随着别的将士逃亡了。
韩信是淮阳（今江苏清江市）人，自幼因为家贫，倍受人欺辱。项梁率起义军渡淮河时，韩信带着一把剑参加到项梁的起义军中，是一个无名小卒，一直未受重用。韩信曾多次向项羽献计策，都未被采纳，所以韩信对项羽很不满。刘邦去就汉王时，他听说刘邦很重视人才，就叛项羽而随刘邦到了南郑。他曾犯法当斩，刘邦的亲信夏侯婴恰好路过，韩信对夏侯婴大喊：“刘邦不是想争天下吗？为什么要杀我这样的壮士！”夏侯婴停下来问了他几句话，觉得韩信很有才干和见识，就救他不死，并向刘邦推荐，当了治粟都尉。这是一个专管后勤粮草的小官，刘邦还未认识到他的才干。
萧何
刘邦的丞相萧何曾与韩信交谈过几次，认为韩信是一个奇才，很佩服，他曾几次向刘邦推荐加以重用，都未被刘邦所接受。萧何一听说韩信也逃走了，怕刘邦失去这一奇才，来不及向刘邦报告，马上亲自去追赶。有人见萧何向将士逃亡的方向赶去，不了解真相，就急忙向刘邦报告说：“萧丞相也逃走了。”萧何一直是刘邦的左右手，得到刘邦的信任，去南郑就汉王位，也是萧何出的主意，刘邦料想不到现在萧何也逃走了，这无疑对刘邦是一个很大的损失和打击。刘邦觉得萧何太不够朋友了，所以听到萧何逃走的消息，心里十分愤慨。
过了两天，萧何回来了，他去拜见刘邦。刘邦一见萧何，心里十分高兴，外表又装出很愤怒的样子，责问萧何说：“你为什么也要逃亡呢？”萧何回答：“不是我逃亡，我是去追赶逃亡者。”刘邦又问：“你追谁去了？”萧何答：“韩信。”刘邦一听是追韩信，又火了，骂萧何说：“将领逃亡的已经有数十个，你一个也没有去追赶过；你说是去追韩信，怎么会让人相信呢！”萧何趁机又向刘邦推荐韩信说：“别的逃亡将领，都是普通的才干，容易得到，唯独韩信，在我们这里找不到第二个这样的人才。你如果想长期当汉王，就用不着韩信这样的人才；如果要争天下，没有人比韩信更值得依赖了。请你决定自己到底想走什么路，然后再决定用不用韩信。”刘邦说：“我当然愿意东进而争天下，哪愿意长久待在这里呀！”
萧何将刘邦不重用韩信的军，看见已见成效，就趁热打铁地说：“你既然决心东进争天下，如果能重用韩信，就能留住韩信；如果不加以重用，韩信迟早还会逃走的。”刘邦见萧何这么推重韩信，就向萧何保证说：“好，我听你的话，这就任命韩信为将。”萧何认为刘邦虽然下决心要任命韩信为将，但并未充分认识韩信的价值，所以再将刘邦的军说：“你下决心要任命韩信为将，虽然你认为已经给他很高的地位，够重用他的了，但我认为你这样做还是留不住韩信。”刘邦又提高一步说：“那任命他为大将呢？”萧何认为将刘邦军的火候已到，就拍案说：“你有这么大的气魄，太好了！”
西汉彩绘车马人物纹镜
刘邦为了向萧何表示自己重用韩信的诚意，就想说到做到，马上派人把韩信请来，任命他为大将。萧何见刘邦任命一个大将这么草率，说明他还没有充分认识韩信的可贵价值，就阻止他说：“你的缺点是对人傲慢无礼，不太尊重人才。现在任命一位大将，就像召唤一个小孩一样，这么不严肃从事，韩信仍然会认为你并没有看重他，这正是韩信之所以要逃走的原因呀！你如果真心诚意认为韩信是个大将之才，不可多得，就应选择一个良辰吉日，亲自斋戒，设立坛场，用隆重的礼节拜韩信为大将。这样韩信才会认为你看重他，一心一意为你效力，再也不离开你。”
韩信确实是秦末战乱中一个难得的人才，以后的实践证明了这一点。但人们发现和认识人才有一个过程。萧何认识和发现韩信这一人才较早，但他的认识一直未被刘邦所接受。在秦末群雄竞争天下的情况下，一个人才的得失，往往可以决定一个竞争者的成功或失败。刘邦没有认识韩信，萧何认为如果再等待刘邦的认识，可能就会失去韩信，这对刘邦是个极大的损失。萧何为了让刘邦尽快认识韩信的价值，就借韩信逃亡的机会，一再将刘邦的军，迫使刘邦认识和重用韩信。从刘邦当时接受萧何重用韩信的建议看，刘邦显然还有不少勉强的成分，并没有在萧何的紧逼下完全认识韩信。但刘邦还是尊重了萧何的意见，答应隆重任命韩信为大将。以后的实践证明，萧何的意见完全正确，他没有看错韩信。刘邦的高明之处也在于，他虽然还不完全认识韩信的价值，但他相信萧何，尊重萧何对韩信的评价，因而挽留了韩信这一人才，为他以后的打天下起了重要作用。
后来的实践证明，韩信确实是一个不可多得的人才，但萧何是怎么认识这个人才的，历史无记载。一个人才的显露，无非在两个方面：一个是认识，另一个是实践。当时韩信在实践中还无突出的表现，因为他还没有得到实践的机会，所以韩信的表现主要在认识上。他的认识可能确有高明之处，所以夏侯婴和萧何一与他交谈，就认为是一个奇才，而一再向刘邦推荐。
2.韩信拜将
刘邦令将士们清理出一片空旷的场地，用土筑成一个高坛，通知大家说准备拜大将用。一些有功的将领听到要拜大将，人人都以为自己有可能，所以大家都兴高采烈地去参加。到了拜大将的那一天，刘邦沐浴斋戒之后，到拜大将准备好的坛场，很隆重地把韩信请上坛台，宣布任命韩信为大将。别的将领一听，都大吃一惊，谁也没有想到会是韩信。因为他只是一个小小的治粟都尉，并没有立下多大的战功，平时也未露出有什么才华，刘邦为什么一下子看中了他，拜为大将呢！
举行完拜大将的仪式后，刘邦请韩信上坐，向他请教说：“萧丞相一再向我推荐你，说你很有才干，不知将军有什么高明的计谋，可以供我采用？”韩信感谢了刘邦对自己的任命后，没有直接回答问题，而是反问刘邦：“你东进争夺天下的对手，是不是项羽呀？”刘邦点了点头说：“当然是项羽。”韩信接着又问：“你自己敌得过项羽的勇敢强悍吗？”刘邦想了想回答说：“不如项羽。”韩信听到刘邦敢于直说自己的弱点，十分高兴。他对刘邦说：“我也认为你在这些方面不如项羽。但是我曾经当过项羽的部下，对他有所了解，请你听听我所知道的项羽为人，你就会增强战胜项羽的信心。”
韩信详细对刘邦分析了项羽的以下弱点：
第一，项羽勇敢善战，打起仗来，一声呼喊，能吓得敌人不寒而栗，但是他却不能重用好的将帅，所以他只是一个勇敢的战士，而不是一个好的统帅。
拜将台
第二，项羽对部下很慈爱，说话和气，待人有礼貌，很关心部下，遇到有人生病，总是问长问短，把自己吃的东西分送给病人，如果病死了，他会很悲痛。可是对有功劳的将领，应当封赐爵位时，常常是印信都准备好了，就是拿在手中舍不得授人。所以他只是在小节上能关心和爱护部下，在大的政治上并不能关怀他们，可见他是一个没有政治远见的人。
第三，项羽虽然分封诸侯，称霸天下，但他不居关中这样的要地，反而去建都并不十分重要的彭城；他又背弃了楚怀王先入关者王之的约定，而分封了一批自己的亲信，因为分封不公平，造成了诸侯间的矛盾；各个诸侯见项羽把义帝赶到江南，他们也仿效他的做法，驱逐其主人，自己占领好的地盘称王。所以项羽的称霸，不可能持久。
第四，项羽的军队虽然很多，但纪律不好，所到之处，烧杀抢掠，激起了百姓的不满。他见百姓不支持，就用武力强制，施行高压政策。他虽然名义上称霸全国，实际上已经失去了天下民心，得不到百姓的支持。所以他现在是表面上显得很强大，实质上很脆弱。
韩信上述对项羽的分析，实际上是指明项羽个人虽然勇悍善战，但得不到部下的支持，所封诸侯也跟他离心离德，更得不到百姓的拥护，所以是不难战胜他的。
韩信在刘邦承认自己弱点的基础上，又用对比的方法，分析了刘邦的长处。认为他只要充分发挥自己的长处，就可以用己之长对敌之短，最终战胜项羽。
韩信把刘邦的长处，归结为以下几点：
第一，刘邦应一反项羽之道，广招天下武士，发挥他们的才能，充分予以信任；虽然个人不如项羽勇悍，但依靠大家的力量，还有什么不可攻克和战胜的地方。
第二，以天下的城邑，分封给有功的将士，不要像项羽那样舍不得分封和赏赐，那样你的将士就都会佩服你，听从你的命令和指挥，都肯为你打天下卖命。
第三，你的将士都是太行山以东的人。都很思念故乡，想打回老家去。如果能充分利用大家的这一思归故乡的情绪，把大家团结起来，就会战而无敌，败而不散。
第四，项羽在关中分封的三个王，都是秦的降将，他们率领秦兵镇压反秦斗争好几年，杀害了无数起义的将士和百姓，又欺骗秦的士兵投降了项羽，结果20万秦的士兵在新安被项羽活埋，唯独他们三个人不但无事，还被封为王，秦的父老兄弟认为他们出卖了秦的士兵，换取了自己的富贵，所以对他们恨之入骨。现在项羽虽然强封这三个人为王，但秦的百姓并不支持他们，他们的地位极不牢固，容易将他们击败。
第五，你入武关之后，军队的纪律一直很好，对秦百姓秋毫无所犯，又废除了秦苛法，与民约法三章，得到了秦百姓的拥护，都愿意你王关中。而且根据楚怀王之约，你本来应当王关中，这个关中的百姓都知道。项羽不封你王关中，反而失约分封你到汉中去，关中百姓无不对此失望，恨项羽的不公正。你只要率兵东进，关中一带用不着费很大的军事力量，就可以传檄而定。
韩信的上述分析很符合当时的实际，他既指出了刘邦的不足，又看到了刘邦的长处。只要刘邦充分发挥自己的长处，攻击项羽的短处，刘邦就有战胜项羽的可能。韩信的这一正确分析，对正在犹豫苦闷中的刘邦来说，无疑是给他吃了一剂兴奋剂，给他指明了下一步的出路，所以刘邦听了十分高兴，自认为了解韩信太晚了。他马上按照韩信的计策，部署部下做东进出击的准备。
其实韩信的分析，并没有出人意料的见解，他只不过进一步论证了刘邦东进取得胜利的可能性，强化了刘邦东进的决心。因为在汉中不能久留，必须尽快东进关中，否则刘邦的力量将会溃散，这是刘邦集团中上下一致的看法。但是什么时候东进，东进有没有取得胜利的把握，这在刘邦集团中却有不同的看法。一些将士的逃亡，就说明有些人再也等不得拖延了。刘邦和萧何等人，当然看出了这一点，但他们顾虑项羽力量的强大，拿不定出兵东进的机会。韩信的分析，只是使刘邦尽快地下定了马上出兵东进的决心。从时机上来说，当时的选择是恰当的。如果再拖延，刘邦的力量可能会进一步涣散，关中三个王的力量会得到加强，因而迅速占领关中地区就可能不那么容易。如果关中的三王得到项羽力量的支持，刘邦不能马上占领关中，再和项羽对峙也就相当困难了。
拜韩信为大将，这是刘邦东进的序幕。张良已经告别刘邦随韩王成去就国，而萧何、曹参等人又不善于军事，刘邦当时正缺乏有深谋远虑的将才，韩信的被发现和重用填补了这一空缺，对刘邦以后的军事行动有重大的意义。萧何那么重视和向刘邦推荐韩信，就有这方面的考虑，因为他深知自己不是将才，而刘邦身边又缺乏这方面的人才。尽管在韩信的将才尚未经过实践验证的情况下，这一决定显然具有很大的冒险性，但在当时不冒险就难以迈出第一步。
1.刘邦暗度陈仓
刘邦是汉元年（公元前206年）四月去南郑就汉王位的，到八月他就做好了东进的准备，开始向关中进军，破坏项羽分封所形成的政治格局了。
刘邦让丞相萧何留守巴蜀和汉中，经营后方，支援前线。他自己率大军出故道（今陕西宝鸡市南），暗度陈仓（今陕西宝鸡市东），突然进入关中。陈仓是雍王章邯的地盘，他急忙率兵迎敌，被刘邦在陈仓击败，章邯退守好畤（今陕西乾县），又被刘邦军所败，章邯再退守废丘（今陕西兴平市）。
刘邦没有再以主力围攻退守废丘的章邯，而是只派了一部分兵力加以牵制，使其困守废丘，不让其出兵干扰刘邦的其他军事行动，同时集中军力消灭了章邯的其他力量，占领了咸阳，全部控制了章邯的封地。这样，章邯在废丘就成了孤立无援的一个据点，无法再对刘邦形成威胁。
刘邦基本消灭了章邯的力量，解决了雍王的问题后，接着又迫使塞王司马欣和翟王董翳投降，不到一个月就基本占领了关中，设置了陇西、北地、上郡、渭南（后改名京兆）、河上（后改名冯翊）、中地（后改名扶风）等六郡。从此刘邦就以关中这六郡为根据地，再加上原来的汉中、巴、蜀等地，与项羽展开了全面的楚汉战争。
古汉台
从刘邦暗度陈仓，率兵东进后的军事发展形势看，与韩信的估计完全一样。项羽分封的关中三王，都得不到当地百姓的支持，互相又不能协调力量联合起来对付刘邦。刘邦暗度陈仓以后，首先集中力量对付三王中力量最强的章邯，连续将其击败，迫使他退守废丘；然后再解决其他两个比较弱的封王的问题。除了退守废丘的章邯，一时未加以解决外，其他进军关中的问题都解决得比较顺利。仅用了不足一个月的时间，就突破了项羽设置的阻止刘邦进入关中的障碍。这不仅是项羽分封的时候没有想到的，连刘邦也没有预计到会这么顺利，但韩信事前却估计到了，这正是韩信比他们高明之处。
刘邦进占关中，这是他在与项羽斗争中具有决定意义的第一步。这一步选择的时机好，进展很顺利，没有费多大的力量，就占据了有利的地位。这也是他在与项羽的斗争中，由被动变主动的第一步，它对刘邦以后的胜利，具有关键性的意义。
项羽分封刘邦到巴、蜀一带，本来是为了借巴、蜀与关中的交通不便，将刘邦的力量封闭起来，让他无法再到中原地区与项羽争天下。项羽的这一策略如果执行得当，很可能从此就将刘邦的力量驱逐出中原，再也构不成对项羽的威胁。但可惜的是项羽在执行这一策略时，犯了几个重要的错误，使他未能达到原来设想的目的。
第一个错误是把汉中也封给刘邦。汉中是巴、蜀与关中来往必经的要地，如果项羽控制了汉中，就堵住了刘邦进出巴、蜀的咽喉，对刘邦十分不利；可如果刘邦控制了汉中，就让他掌握了进出关中的跳板，他随时可以通过汉中进入关中。项羽本来不打算把汉中封给刘邦，可经过项伯为刘邦说情后，作了让步，把汉中让给刘邦，这无疑给刘邦打通了进入关中的通道，破坏了自己封闭刘邦的策略。
第二个错误是分封三个秦降将王关中。关中是对刘邦逐鹿中原的第一道封锁线，如果在关中设置一个强大的诸侯王，用以扼制刘邦出汉中，那也可以把刘邦封闭在巴、蜀、汉中一带，使他无法进入中原争夺天下。当时只有项羽的力量可以起这个作用，所以如果项羽自己王关中，就会使刘邦进入关中遇到很大的困难。这是封闭刘邦力量的上策。即使项羽自己不愿王关中，他也应分封其他的得力将领如英布等王关中，更不应将关中分割为三块，削弱关中封王的力量。
特别是分封三个秦降将王关中，这是最不好的下策。因为这三个降将在关中百姓中既无威信，又无军事力量，只靠临时招募和组织起来的一点兵力，当然不是刘邦这支久经战斗的军队的对手。所以项羽分封这三个降将王关中，无异于把关中送给刘邦。而如果刘邦据有了关中，项羽再想收拾刘邦就不容易了。
项羽所犯的这两个错误，正好给处于劣势的刘邦以复苏的条件和机会。他到了汉中四个月，一举就成功地进入了关中。进入关中一个月，就基本消灭了三王的力量，占领了全部关中。从刘邦进入关中和占领了关中看，在军事上并没有遇到太大的阻力，总的说来比较顺利。这与半年前刘邦被迫就王汉中，项羽可以左右天下的形势，已经大不相同。为什么形势会发生这么快的变化，主要是由于项羽的一系列失误造成的。而其中项羽最大的一个失误，就是他自己不王关中，却把关中分封给三个秦降将。
2.项羽杀韩王成
韩王成曾协助刘邦的西征军，他的丞相张良又跟随刘邦进入关中。项羽分封时虽然仍封韩王成为韩王，但认为他是刘邦的人，就以他无战功为名，不放他归封地，而把他带到彭城，先废为侯，后来干脆把他杀了。
项羽杀了韩王成后，听到刘邦占领关中的消息，就封原来秦的吴县（今江苏苏州市）令郑昌为韩王，要他去占领韩地，以抗拒刘邦的东进。刘邦派韩的太尉韩信（与刘邦授大将的韩信不是一个人，后来被刘邦封为韩王），率兵击郑昌，郑昌战败投降。因为韩王成已被项羽所杀，刘邦就立韩信为韩王。
张良与刘邦在褒中告别分手后，就随韩王成到了彭城，他对项羽说：“刘邦去汉中就王时，烧绝了栈道，决心不再东还了。”又把他得到的齐国和赵国联合反对项羽的书信送给项羽，对他说：“齐国和赵国想联合起来消灭项羽。”刘邦占领关中后，他又对项羽说：“刘邦只想如楚怀王约定的那样，得到关中，他不会再东进了。”张良千方百计地想转移项羽的注意力，让他产生主要的对手是齐国而不是刘邦的错觉，以减轻刘邦的压力。
项羽是一个易于感情激动的人，他不认为这是张良的挑拨离间计，是在故意庇护刘邦，反而上了张良的当，果然认为齐国是自己的主要对手，集中力量先平息齐国的叛乱，因而为刘邦的发展争得了时间。
张良没有随刘邦到南郑，而随项羽到了彭城，是为了忠于韩王成。韩王成被项羽杀害后，他认为自己没有再留在彭城的必要，而且已受到项羽的猜疑，所以就逃出彭城，从小道偷偷跑回刘邦处，成为刘邦身边的重要谋士，这时刘邦已全部占领了关中。
张良是刘邦的忠实支持者，这一点项羽在鸿门宴上应当已经看得很清楚。可是项羽只认为韩王成是刘邦的人，不让他回到封地，还把他杀了。而却轻信张良的一些话，上了他转移目标的当。这说明到这个时候为止，他还没有接受范增等人认为刘邦是他的主要竞争敌手的估价，因而一再在对待刘邦的问题上，做出错误的决策。没有充分认识刘邦的野心和力量，这是项羽一再失败的一个重要原因。
杀韩王成对项羽来说完全没有这个必要。项羽如果认为他是刘邦的亲信，当时可以不分封他为王，就是分封以后才发现他是刘邦的亲信，不让他回封地，在彭城将他控制起来也可以，何必非要杀他？张良是忠于韩王的，项羽只要不杀韩王成，他就不会回到刘邦那里，成为刘邦身边的谋士。而项羽杀了韩王成，不但把张良推向刘邦的身边，而且失去了一批韩王成的支持者。这对项羽来说，只能造成自己的孤立，并不能达到削弱刘邦势力的目的。
1.彭城之战
项羽分封完诸侯，诸侯各前往封国，项羽将义帝迁往长沙郴县，暗中令衡山王吴芮、临江王共敖于途中将义帝杀死。
汉王元年（公元前206年）八月，齐、赵诸侯叛乱，项羽率军前往平乱，听闻刘邦已定关中，非常愤怒，封郑昌为韩王，派其前往阻挡刘邦，令萧公角阻击彭越。彭越击败萧公角后，张良伪作韩王书给项羽，说刘邦只想得关中，不会向东用兵，又伪作齐王、梁王书给项羽说齐王准备和梁王齐心协力灭掉楚国。于是项羽放心攻打齐国。项羽征召九江王英布，英布托病不出，派遣手下将领只率领几千人前往，项羽因此怨恨英布。
汉王二年（公元前205年）冬，项羽北至城阳，田荣引兵会战，被项羽击败，田荣逃往平原，被平原民杀死。项羽烧毁齐国房屋，将降卒全部坑杀。把掳掠的男女老幼全部迁往北海，被掳掠的大多数人都被残灭。齐国人因此聚在一起反叛，田横趁机收编齐兵数万反攻城阳，项羽久攻不下。
刘邦率领五路诸侯兵马有56万，向东攻打楚国，项羽听闻后，留部将继续攻齐，自己亲率精兵3万去救援彭城。刘邦攻下彭城后搜集珍宝美人，大摆宴会。项羽率军从早晨开始，由萧县从西打到东，中午时打到彭城，大破刘邦军，杀死汉兵10余万。刘邦军逃往南山，项羽率军追到灵璧东阻拦，汉兵落入睢水10余万，睢水为之不流。项羽把刘邦包围了三层，却被一阵大风吹乱楚军，刘邦趁机率领数十骑兵走脱。
刘邦逃往下邑，收集败亡散卒至荥阳，各路败军先后前来会合，萧何也发动关中没有登记在册的百姓前来投奔刘邦，刘邦因此军势得以重振。项羽乘胜来战，无法取胜。刘邦彭城大败后，诸侯反叛刘邦，归附项羽。
汉王三年（公元前204年），刘邦在荥阳修筑甬道用以过河取敖地的粮食，项羽军多次侵夺甬道，刘邦军无法取得粮草补充，非常害怕，于是，与项羽议和，项羽同意。
2.井陉之战
在彭城一战中，刘邦率领的汉、魏、河南、韩、殷等诸侯军队50多万人，被项羽率领的3万精兵打得大败，刘邦狼狈逃回荥阳，凭险据守。幸好此时韩信率领一支人马赶到，方挡住了楚军西进的步伐。
刘邦在彭城失败后，原来已投降刘邦的塞王司马欣、翟王董翳又背叛刘邦，投降了项羽。齐王田都、赵王歇等也反汉而与楚联合。刘邦一下子陷入困境。汉王三年（公元前204年）六月，一直跟着刘邦的魏王豹谎称要回家探望老人的疾病，向刘邦请假回家，一回到封地（在今山西南部），便派兵封锁了黄河渡口，而派人与楚联合。刘邦闻听后，派郦食其前去劝说，没有作用，因大怒，以韩信为左丞相，派他引兵击魏。
从整体战略上讲，进兵河东，并进而攻占河北，对刘邦来说非常重要，因为这样可以从侧翼对项羽形成威胁。而且，刘邦也急需利用河东和河北的人力、物力以和项羽抗衡。
井陉
同年八月，韩信率军从关中出发，兵临黄河。魏王豹急忙派遣大军驻扎到蒲坂（今山西永济蒲州），堵塞了从临晋（今陕西大荔）到蒲坂的黄河渡口。韩信将计就计，在黄河西岸布置下更多的疑兵，多陈渡船，摆出一副要从此渡河的架式。暗中却向北急行到夏阳（今陕西韩城），从这里“以木罂缻渡军”，到对岸后，直捣魏都安邑（今山西夏县）。魏王豹大惊，急忙引军回救，但军心已乱，被韩信打败。魏王豹也作了俘虏。魏地旋即被汉军占领，置为河东郡。韩信又挥兵北上，击败代王陈馀（赵王为感谢陈馀而划出一部分地盘封陈馀为代王）的守兵，并擒获了代相夏说。
此时，代王陈馀留在赵国辅佐赵王歇。韩信在击破代兵之后，和张耳引军东下，准备从井陉关（今河北井陉北）出击赵国。赵王歇和陈馀得知后，尽起国中兵，号称20万，聚兵井陉口，先抢占了有利地形，准备迎击韩信。陈馀的部下广武君李左车劝陈馀说：韩信和张耳二人去国远斗，锋不可挡。但其致命的弱点是离根据地太远，粮草不容易接济。而“井陉之道，车不得方轨，骑不得成列”，还要远行跋涉数百里。汉军的粮草必然在大军的后面。因此，他向陈馀请求假奇兵三万，从小路出击，切断汉军的粮草，而陈馀则“深沟高垒，坚营勿与战”。这样，汉军进不得前，退不得还，背后又有奇兵骚扰，粮绝无援。不出10天，必然把韩信、张耳击败。可是，陈馀是一个儒生，不懂得多少用兵之道，常称义兵不用诈谋奇计。听了李左车的建议，陈馀很不以为然，说：“吾闻兵法十则围之，倍则战。而如今，韩信的部队虽然号称有几万人，实际上只有几千人。能够这样跋涉千里来袭击我们，已经把力量都用尽了。碰到这样的敌人，却躲避开去，不和他们交战。以后碰到更强大的敌人该怎么办呢？那时候，诸侯都会认为我们胆子小，会随便来攻伐我们。”便不听从李左车的计谋。
井陉古战场
韩信派出的谍报人员探听到这个消息后，马上还报韩信。韩信一听大喜，方敢引兵东下，在离井陉关还有30里的地方，扎下营寨。当天半夜，韩信传令调动军队。他选了2000名轻骑，每人手持一面红旗，命令他们从小路赶往赵军大营。等到望见赵军的军营，便即隐蔽起来，勿让赵军发觉。韩信特别叮嘱他们：“赵见我走，必定空壁逐我，你们疾入赵壁，拔赵帜，立汉赤帜。”这2000轻骑出发后，他又让裨将传令军中开饭，吃完饭后立即行动，并宣布当日打败赵军后，举行大会餐。但诸将不相信会有这样轻而易举的事情，但都不敢违抗韩信的命令，只是口头上答应了。韩信又对军吏们分析说，赵军已经先抢占了有利地形，如果看不到汉军大将的旗帜，是不会轻易出击的，因为他们害怕汉军遇到险阻就往后退，他们打不着。准备停当后，韩信派1万名士兵先出发，走到井陉关下的绵蔓河边，背靠着河水摆开阵势。赵军从关上望见以后，都哈哈大笑，认为韩信不懂军事常识。因为背水为阵，根本没有退路。一旦不利，连逃的地方都没有。但他们并不理解韩信此举的深意。天刚亮，韩信建起了自己的大将旗鼓，鼓行而出，向井陉关上的赵军发起进攻。陈馀命令赵军打开营门，冲出去迎战。双方混战在一起，大战良久。韩信、张耳见时机已到，命令战士们假装战败，抛掉锣鼓旗帜，向在水边列阵的汉军那里撤退。在水边列阵的汉军把他们让过去后，迎着赵军冲了上去，双方又大战在一起。赵军看见汉军败退，锣鼓旗帜丢了一地，果然空壁而出，去抢汉军丢弃的旗帜锣鼓，并去追逐韩信、张耳，想立大功。韩信、张耳率军撤到水边以后，战士们见无路可走，便返回身去，和赵军殊死作战，赵军人数虽多，一时却难以打败他们。韩信派出去的2000轻骑在赵军营垒附近等了很久，早已急不可耐。赵军去追韩信、张耳，营壁一空，他们立刻驰入赵壁，把赵军旗帜全部抛掉，换上了汉军的红旗。赵军在河边和汉军激战了半天，还打不败汉军，捉不到韩信、张耳，斗志有些松懈，想撤回营壁。可他们一回头，见自己的营壁全部插上了汉军的红旗，不禁大吃一惊，认为汉军已经俘虏了赵王。赵军立刻陷入混乱，士兵们四散奔逃。赵军将领虽然杀了一些人，但仍然禁止不住。韩信见状，立即挥兵反攻，占领了赵军营壁的汉军也从后面夹攻，大败赵军。陈馀逃跑，至泜水（今河北境内的滏阳河）被杀，赵王歇被俘虏。李左车也被汉军抓获。韩信释放了他，待以上宾之礼。
战事结束后，汉军将领们打扫完战场，都来向韩信祝贺，并问韩信说：“兵法右倍山陵，前左水泽，今天将军令我等反背水列阵，说破赵会食，我们不服。但竟然获胜，此何术也？”韩信回答说：“这些兵法中是有的，只是诸君不理解罢了。兵法上不是说‘陷之死地而后生，置之亡地而后存’吗？而且，我又不是平素深得众心。指挥他们打仗，实在是‘驱市人而战之’，其势非置之死地，使他们人自为战，是根本不行的。给他们留下后路，他们就都逃跑了，还打什么仗？”诸将都大为佩服。
井陉之战后，汉军很快占领了赵地。河东和河北的大部分地区都落入刘邦的控制之下。而项羽的右侧翼便暴露在了汉军面前。这对刘邦在楚汉之争中从劣势转为优势起了决定性的作用。
公元前204年初，楚军数次切断汉军粮道，刘邦被困荥阳（今河南省荥阳市），于是向项羽请和。项羽打算同意，范增说：“此时很容易就能击败汉军，如果现在把他们放走而去征服，以后一定会后悔的！”于是项羽与范增急攻荥阳。刘邦的谋臣陈平抓住了项羽多疑、自大的特点，利用反间计。离间了项羽同范增的君臣关系。项羽的使者来了，刘邦叫人准备丰盛筵席，捧着佳肴正要进献，细看使者，故意假装惊讶地说：“我们以为是亚父的使者，没想到却是项王的使者。”便更换佳肴，改以粗食供项羽的使者吃。使者回来报告项羽，项羽就怀疑范增与汉有私情，渐渐夺去范增的权柄。范增没有想到项羽竟然会怀疑自己和刘邦有勾结，十分气愤，于是告老还乡，但在途中病死。
范增是居鄛人，平时在家，好出奇计。陈胜大泽乡起义时，他年届70岁。不久，项梁率会稽子弟兵渡江而西，成为反秦斗争的主力，范增前往投奔，希望在有生之年把自己的智慧贡献给反秦事业。
范增和项梁相会于薛地。当时陈胜已被杀害，张楚大旗已倒，反秦斗争陷于低潮，项梁、刘邦等义军首领正相会于薛地，商议挽救时局的方针和策略。范增的到来适逢其时。
汉代龙纹瓦当
范增见到项梁等将领，首先分析了陈胜所以失败的原因。他认为，秦灭六国，楚人的仇恨最深，人们至今还怀念被秦人冤死的楚怀王，因而“楚虽三户，亡秦必楚”的预言是有道理的。而陈胜失败的原因就是因为不立楚王之后而自立，不能充分利用楚国反秦的力量，导致其势不长。接着范增论证和提出了反秦的策略，他认为项梁渡江以来，楚地将领纷纷前来依附，就是因为项氏世代为楚将，人们以为他能复立楚国社稷。他建议应该顺从民众愿望，扶立楚王的后裔。项梁等人毅然接受了范增的提议，找到了在民间替人放羊的楚怀王熊槐的孙子熊心，复立为楚怀王，草创了楚国政权。
苏轼曾评价说：“增始劝项梁立义帝，诸侯以此服从。中道而弑之，非增之意也。夫岂独非其意，将必力争而不听也。不用其言，而杀其所立，羽之疑增必自此始矣。方羽杀卿子冠军，增与羽比肩而事义帝，君臣之分未定也。为增计者，力能诛羽则诛之，不能则去之，岂不毅然大丈夫也哉？增年七十，合则留，不合即去，不以此时明去就之分，而欲依羽以成功名，陋矣！虽然，增，高帝之所畏也；增不去，项羽不亡。亦人杰也哉！”
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。
汉王四年（公元前203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15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眛，听到项羽回来了，非常害怕，全部退走。
十月，刘邦与项羽相持广武（今河南荥阳东北）长达3月之久，项羽自知难以得到他人援助，粮食快要用尽，又遭韩信兵的攻击，被迫与刘邦订立和约：以鸿沟（今荥阳东南）为界，中分天下，鸿沟以西属汉，以东属楚。项羽遵照和约，送还彭城大战后被俘而作为人质的太公、吕雉等刘邦家人，率军东归，返回楚地。
1.垓下之战
汉王四年十一月，刘邦听计于张良、陈平背离楚汉盟约，对鸿沟以东的项羽发动突然攻势。项羽的军队退守垓下（今安徽灵璧县南），而遭刘邦的军队围困。他兵少食尽，外无援兵，处境十分困难。
项羽这时只有不到10万的军队，而韩信则有兵30万。刘邦又让韩信为前锋，韩信的部将孔熙和陈贺为左右军。刘邦居阵中，周勃殿后。韩信先率军向项羽进攻，战斗不利，暂时退却。这时孔熙和陈贺率左右翼的军队又向项羽军进攻，项羽军迎战不利，韩信趁机率前锋军又反攻，项羽军战败，只得坚壁据守垓下。刘邦的军队借助自己数量上的优势，将项羽的军队重重包围。
刘邦为了动摇项羽的军心，找了一批会唱楚国地方民歌的将士，让他们夜里在军营中大唱楚歌。项羽听到四面皆楚歌的声音，十分吃惊。他自问：“难道刘邦已经全部占领了楚国吗？怎么会有这么多的楚人唱歌！”项羽被四面的楚歌声所感动，夜里起来在军帐中独自饮酒解闷。
垓下遗址
项羽有一个喜爱的美人姓虞，常跟随在他身边；有一匹骏马名骓，是他常骑坐的。这时美人虞姬和名马骓，都在他身边，他听到四面的楚歌声，看着自己喜爱的美人和名马，心情十分悲痛，就自编自唱了一曲慷慨悲哀的楚歌。歌词是这样的：
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！
项羽反复唱了几遍这首自编的歌，虞姬也和唱了一首自编的歌。歌词是这样的：
汉兵已略地，
四方楚歌声。
大王意气尽，
贱妾何聊生。
霸王别姬雕像
虞姬唱完这首歌，就在项羽面前自杀而亡。项羽抚摸着虞姬的尸体，痛哭不已。左右的随从，听到项羽的歌声，都起来了。他们目睹了这幕悲痛离别的场面，都暗暗哭泣，不敢看项羽痛不欲生的样子。
项羽对自己的处境虽然很绝望，但他绝不是一个束手待擒的英雄，他还要为自己的命运去拼搏，去战斗。他骑上自己的名马骓，带领能跟随他战斗的骑兵800多人，夜里偷偷地从南部突围出来。到了天明的时候，刘邦的军队才发现项羽突围了。刘邦让骑将灌婴率5000骑兵去追击项羽。
项羽突围渡过淮河后，还剩下100多名骑兵跟着他。到了阴陵（今安徽淮南市东），迷失了道路。他们向一个田夫问路，这个田夫不知是出于对项羽的反感，还是不知道他是项羽，欺骗项羽说向左走。照他指的路走下去，结果陷入大泽中，行动很困难，所以被灌婴的骑兵追上。
项羽退出大泽后，带领部下东去，到了东城（今安徽定远县）时，只有28个骑兵还跟着他，而灌婴的数千骑兵这时已经追上来。项羽估计自己难于逃脱追兵，就停下来对他的28个部下说：“我起兵反秦到现在已经八年，身经70余战，阻挡我前进的没有一个不被攻破，我所要攻取的没有一个不被征服，从来没有吃过败仗，所以才得以称霸天下。可现在我竟被围困在这里，这是上天要亡我，不是我打不胜的罪过。现在固然只有死路一条，但我愿再次快速决一死战，斩一敌将，断一敌旗，突破敌人的包围。好让你们知道，并不是我不能打胜仗，而是上天要灭亡我。”
项羽说完，就让仅存的28个骑兵，分为4队，组成一个方阵，灌婴的骑兵将他们围了数重。项羽对部下说：“我为你们斩一敌将。”他下令28骑向四面驰出，约定到山的东部合为三处。项羽大呼驰下，灌婴的骑兵都被吓得连连后退，项羽趁势杀了一名敌将。
这时杨喜为灌婴的骑将，他见项羽杀了一名自己的战友，就愤而追杀项羽。项羽回头怒目斥之，杨喜人马俱惊，跑了数里才镇定下来。
项羽的骑兵在山的东部会合为三处，灌婴的军队不知项羽在哪一处，就把三处都包围起来。这时项羽又飞驰而出，斩了灌婴的一名都尉，杀了几十个骑兵。
项羽把分在三处的骑兵会合在一起，损失了两名骑兵，还剩下26骑。他对部下说：“你们看，不是我不能打胜仗吧！”剩下的26名骑兵对项羽的勇敢善战十分佩服，他们齐声说：“正像你说的那样。”
项羽在垓下决战时，仍有将近10万的军队，这些都是跟随他久经战场的精兵，当时虽然很疲惫，但仍有战斗力，固陵之战击败了刘邦，就说明了这个问题。项羽本应率领这支军队从固陵向彭城方向撤退，因为彭城是他的都城，一定还会有守军和物资储存，他应到彭城与留守的军队会合后，再决定下一步的战略。可他没有向彭城的方向撤退，而是到了垓下，其意图显然是想渡过淮河，撤退到江东另谋出路。这样的退却是不妥当的。
因为当时江东的经济发展还很落后，人口也稀少，如果退到江东，想依靠江东的力量与刘邦争天下，是很困难的。当然，刘邦要想渡江追击项羽，也不容易。结果可能是项羽割据江东一隅之地，老死在那里。这种结局与项羽的性格是不符合的。
项羽当然是想退到江东后，经过一番整顿和补充，像他开始和项梁率8000子弟兵渡江时一样，再返回来发展，与刘邦争天下。可此一时，彼一时，当时的情况已与项羽和项梁渡江北上时大不一样。这时刘邦已经基本上统一了中原地区，他哪能让项羽渡江后再发展，必然会集中力量一举加以消灭。
项羽未向彭城撤退，也可能彭城当时发生了变化。因为彭城一直在彭越活动的范围内，这时也可能彭越已包围彭城，或者已经占领了彭城。项羽是因为老窝被端，无处可退，才不得不退向江东。这是他不得已的选择。从项羽失败后，只有鲁地还坚守不降，没有提到彭城的战守情况看，也不是没有这种可能。
项羽当时后方的重要城市，除了彭城外，仍有不少，其中的一些还在项羽力量的手中，如鲁地的一些城市就是这样。项羽还拥有10万精兵，不管退守哪一个城市，刘邦也不易一时攻下。项羽为什么要选择退到江东的下策呢？这可能与他留恋故乡的家乡观念有关。他在进入咸阳后，就因为富贵要归故乡的思想作怪，不愿王关中，宁愿回到彭城。现在他在与刘邦争天下的斗争中失利了，可能也产生了失败也要回归故乡，宁愿葬身故土，也不愿流落他乡的想法。项羽这样留恋故乡，当然不是一个大政治家的风度。因为大丈夫应该以四海为家，这是我国优秀政治家的一贯传统，而项羽却做不到这一点。
2.乌江自刭
项羽虽然只剩下26名骑兵跟着自己，但凭着他的勇敢，又从东城突围，向东南方向退至长江边的乌江（在今安徽和县北）。他想从这里渡过长江，就可以摆脱追兵，再以江东为据点，图谋再起。
他正在找船的时候，乌江亭长听说项羽战败，很可能从这里渡江，已准备好一条船在这里等他。他见项羽果然来到这里，就驾船迎着项羽说：“江东虽然不算大，但也有土地千里，人口数十万，足以称王。这里现在只有我这条船，请你赶快乘船渡江。刘邦的追兵到了，他们找不到船，渡不过江去。”
项羽这时突然又改变了渡江的打算。他可能觉得在乌江亭长面前，自己乘船逃跑，有失自己的尊严，所以笑着对这位亭长说：“上天要灭亡我，我何必还要渡江逃命呢！我率领八千江东子弟渡江而西，参加反秦斗争，现在没有一个人跟着我回来，即使江东父老兄弟可怜我，仍然拥戴我为王，可我还有什么脸面去见他们呢？就是他们看在我的面子上不说出来，我自己心里会不感到惭愧吗！”
项羽接着对这位亭长说：“你是一位长者，我很感谢你的好意。这匹马我已经骑了五年，它是一匹好马，能日行千里，跟着我出生入死，没有打过败仗。我不忍心杀了它，把它送给你，请你好好养着它。”
项羽把他的名马骓送给乌江亭长，亭长带着马驾船渡江后，他就徒步持短兵器与追兵接战，一连杀了追兵数百人，他自己也受伤10余处。这时他看见刘邦的司马吕马童也在追兵中，吕马童曾是项羽的部下，后来背叛项羽投降了刘邦，项羽就指着他说：“这不是我的老朋友吕马童吗？”吕马童因为过去项羽对他很好，可他背叛了朋友，现在见到项羽觉得很惭愧，就背过脸不敢正视项羽，对旁边的王翳说：“他就是项羽！”
项羽已经无力再作最后的挣扎，他当然也不愿做敌人的俘虏，就对这些刘邦的追兵说：“我听说刘邦悬赏千金，要购买我的头，还要封万户侯。现在我把头给你们，你们可以拿着去立功，成全了你们的心愿吧！”项羽说完，就拔剑自刭而死。
离项羽最近的王翳，见项羽自杀了，马上过去割取了他的头。别人也为了立功，争夺项羽的尸体，互相践踏、彼此残杀者有数十人。最后，杨喜、吕马童、吕胜和杨武，各争得一块项羽的尸体。他们四个人再加上取得首级的王翳，因为追杀项羽有功，后来都被刘邦封为列侯。