汉王刘邦拜韩信为大将、萧何为丞相，整顿后方，训练人马。公元前206年八月，汉王和韩信率领汉军攻打关中。关中的百姓对"约法三章"的汉王本来有好感，汉军一到，大多不愿抵抗。不到三个月工夫，汉王消灭了原来秦国降将章邯等的兵力，关中地区就成了汉王的地盘。
　　这一来，可把西楚霸王项羽气坏了。项羽打算发兵往西打刘邦，可是东边也出了事，齐国的田荣轰走了项羽所封的齐王，自立为王，情况比西边更严重。项羽只好先去对付齐国。
　　汉王刘邦趁项羽和齐国相持不下的时候，一直向东打过来，攻下了西楚霸王的都城彭城。项羽又不得不扔了齐国那一头，赶回来在睢水上跟汉军打了一仗。
　　汉军大败，掉在水里淹死的不知道有多少，被俘的也不少，汉王的父亲太公和妻子吕后也被楚军俘虏了。
　　汉王退到荣阳、成皋(都在今河南荥阳县)一带，收集散兵。这时候，萧何从关中调来一支人马，韩信也带着军队来见汉王，汉军才又振作起来。
　　汉王采取以攻为守的办法，一面守住荥阳，用少数兵力拖住项羽的军队；一面派韩信带领兵马，向北边收服魏国、燕国和赵国。
　　项羽的谋士范增劝项羽把荥阳迅速攻下来。汉王十分着急。他的谋士陈平原来是从项羽那边投奔过来的，献了一条计策，离间项羽和范增的关系。
　　项羽是个猜忌心很重的人，中了反间计，真的对范增怀疑起来。范增十分气愤，对项羽说："天下的大事已经定了，大王自己好好干吧。我年老体衰，该回老家了。"
　　范增离开荥阳，一路上又气又伤心，就害了病，没有回到彭城，脊梁上长了毒疮死去。
　　范增一死，楚营里再没人替霸王出主意。汉军受的压力也减轻了。汉王用少数兵力在荥阳、成皋一带牵制项羽的兵力，让韩信继续攻取北边东边，又叫将军彭越在楚军后方截断楚军的运粮道儿，使项羽的军队不得不来回作战。
　　楚汉双方就这样对峙了两年多。
　　公元前203年，项羽自己去攻打彭越，把手下将军曹咎留下来守住成皋，再三嘱咐他千万不要跟汉军交战。
　　汉王见项羽一走，就向曹咎挑战。一开始，曹咎说什么也不出来交战。汉王就叫兵士成天隔着汜水(流经荥阳西，汜音sì)朝着楚营辱骂。
　　一连骂了几天，曹咎实在沉不住气了，就决定渡过汜水，和汉军拼一死战。
　　楚军兵多船少，只好分批渡河。汉军趁楚兵刚渡过一半的时候，把楚军的前军打败，后军乱了阵，自相践踏。曹咎觉得没有脸再见项羽，在汜水边自杀了。
　　项羽在东边正打了胜仗，一听成皋失守，又赶到了西边对付汉王。在广武(今河南荥阳县东北)地方，楚汉两军又对峙起来。
　　日子一久，楚军的粮食接应不上。项羽没法子，就把汉王的父亲绑了起来，放在宰猪的案上搁着，派人大声吆喝：
　　"刘邦还不快投降，就把你父亲宰了。"
　　汉王知道项羽吓唬他，也大声回答说："我跟你曾经结为兄弟，我的父亲也就是你的父亲。你要是把父亲杀了煮成肉羹，请分给我一碗尝尝。"
　　项羽恨得咬牙切齿，真的想把太公杀了，又是项伯劝住了他。
　　项羽派使者跟汉王说："现在天下闹得乱纷纷的，无非是你我两个人相持不下，你敢不敢出来跟我比个上下高低。"汉王要使者回话说："我可以跟你斗智，不跟你比力气。"
　　项羽又叫汉王出来，在阵前对话。汉王当面数落项羽的十大罪状，说他不讲信义，杀害义帝，屠杀百姓等等。项羽听得发火了，用戟向前一指，后面的弓箭手一齐放起箭来。汉王赶快回马，胸口已经中了一箭，受了重伤。
　　他忍住疼，故意弓着腰摸摸脚，骂着说："贼人射中了我的脚趾。"
　　左右把汉王扶进了营帐。汉军听说汉王受伤，都着了慌。张良恐怕军心动摇，劝汉王勉强起来，到各军营巡视了一遍，大家才安定下来。
　　项羽听说汉王没有死，大失所望。接着，韩信在齐地大败楚军，楚军的运粮道又被彭越截断，粮草越来越少。
　　汉王趁项羽正在为难的时候，派人跟项羽讲和，要求把太公、吕后放回来，并且建议楚汉双方以鸿沟(在荥阳东南)为界，鸿沟以东归楚，鸿沟以西归汉。
　　项羽认为这样划定"楚河汉界"还不错，就同意了，放了太公、吕后，接着把自己的人马带回彭城。
　　其实，汉王这次讲和，只是一个缓兵之计。汉王用了张良、陈平的计策，不出两个月，组织了韩信、彭越、英布三路人马一齐会合，由韩信统领，追击项羽。楚、汉双方一场最后决战就开始了。
　　楚汉相争 喜欢对弈的人都知道，中国象棋的棋盘上写着“楚河、汉界”四个字。而刘邦、项羽、萧何、张良、韩信等历史人物及其故事更是脍炙人口。这些，都发生在楚汉战争中。
　　公元前209年爆发的中国历史上第一次农民起义，在陈胜、吴广牺牲后，就是由项羽和刘邦继续领导农民起义战争。公元前207年，项羽以少胜多，在巨鹿大败秦军主力。公元前206年，刘邦率领的起义军攻占咸阳，秦朝被农民革命力量所推翻。秦朝灭亡后，自公元前206年开始，刘邦和项羽之间为了争做皇帝而展开了将近四年的战争，称为“楚汉相争”。楚汉之争处于中国重新走向统一封建王权的过渡时期。
　　刘邦攻占咸阳后，曾经约法三章：“杀人者死，伤人及盗抵罪”，因而深得人心。但是刘邦先入关中引起了项羽的愤怒，率军攻破函谷关，攻打咸阳。公元前206年12月，项羽军队40万驻扎新丰（今陕西临潼县东北）鸿门（今临潼县东项王营）。当时只有军队10万人的刘邦，赴“鸿门宴”拜会项羽，表示恭顺。“鸿门宴”后，项羽带兵进入咸阳，自立为西楚霸王，封刘邦为汉王，居巴蜀汉中。
　　与项羽的任人惟亲相反，处于汉中的刘邦，注重招揽人才。他采纳萧何的策略，将巴蜀治理得井井有条，成为巩固的后方根据地。公元前206年，刘邦出兵攻打项羽的老窝彭城，楚汉战争正式爆发。公元前206年至公元前202年，刘项之间激战5年，相持不下，双方暂时议和，以鸿沟（今河南贾鲁河）为界，河东属于楚，河西属于汉，以保持“中分天下”的局面。
　　公元前203年底，楚汉重新开战。羽毛丰满、兵力强大的刘邦集合众将，将项羽重重包围于垓下（今安徽灵璧县东南），弹尽粮绝、四面楚歌的项羽“无颜面对江东父老”，在乌江拔剑自刎。公元前202年6月，楚汉之争以刘邦的胜利而结束，重新归于统一的中国建立了西汉王朝。