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，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。
霸王别姬
公元前203年，刘邦和项羽议和，约定以鸿沟为界，罢兵休战。霸王收兵东归，汉王刘邦也想班师回汉中养伤。张良、陈平建议说：“现在咱们已经占据了大半个天下，诸侯都已经归附咱们，项羽兵疲粮尽，不乘此机会把他消灭，等于放虎归山，留下后患。”汉王采纳了这一建议，撕毁和约，派兵追击项羽，并且派人去通知韩信、英布、彭越，叫他们配合作战。
汉五年（公元前202年）十月，追到固陵（今河南太康南），预定应到这里会合的韩信和彭越两军却没有到达。项羽回军反击，大破汉兵，刘邦被迫修筑工事固守。张邦问张良，诸侯不肯如约前来会师，怎么办呢？张良说：楚军眼看就要被消灭了，韩信、彭越却还没有得到自己的地盘，他们自然不肯来。您如果能同他们共享天下，马上他们就会来。如果不愿意，事情还很难说啊！您要是把陈（今河南淮阳）以东滨海一带封给韩信，睢阳（今河南商丘）以北至谷城（今山东东阿南）封给彭越，使他们各人为自己的利益而战，楚军就容易被打败了。刘邦依计行事，韩信、彭越果然立即进兵。十一月，英布、刘贾也进攻九江郡，劝诱项羽的大司马周殷叛楚，共同率领九江兵前来会战。十二月，项羽退到垓下（今安徽灵璧东南），所部大约还有十来万人，但已无斗志，被韩信指挥的30万汉军和诸侯联军击败并重重包围起来。韩信深知对项羽不可力战取胜，只可用智谋赢他。而项羽依仗自己的勇力，忽视战术谋略，因而兵戎相见伊始，就陷入被动地位。韩信以“十面埋伏”战术，将楚军围困得水泄不通，又引诱楚军冲杀，伏兵四起，大败项羽。
虞姬多年跟随项羽在军旅之中，历经过许多场大战，但垓下厮杀的惨烈情景，她未曾见过。她守在营帐中心惊肉跳，坐立不安。项羽败阵而归，心情异常沉重。虞姬百般安慰他，侍候他吃酒，睡下。虞姬守在项羽身边，立神不定，虽说项羽已传令将士，翌日与汉军决一死战，但是楚军能否取得胜利，是个不小的问号。
深夜，营帐外四方传来楚歌声，悲惋苍凉，如诉如泣。虞姬心中疑惑，又不忍将酣睡的项羽唤醒。
项羽醒了，听到四方传来的楚歌声，惊疑不已，以为楚地都被韩信占了。
原来，楚歌是从汉营传出来的。楚军将士听到楚歌，引起思乡之情，纷纷散去，连大将项伯、钟离昧、季布都乘马出营而走了，只剩下亲兵八百骑守卫着营门。项羽心里明白，决战已经没有任何希望取胜了。
营帐外，项羽的战马“乌骓”嘶鸣不止呼唤着主人。营帐内，虞姬陪伴着她崇敬爱恋的丈夫。项羽百感交集，怅然若失。是啊，他的将士死的死，降的降，逃的逃，只有残存的八百骑将士效忠于他，一匹战马和一位美女爱他恋他。感慨之下，不禁悲歌：
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！
诵诗之时已然落下悲怆的英雄泪。虞姬随项羽唱毕，起身为他舞蹈，唱自编的诗曲：
汉兵已略地，四面楚歌声。
大王意气尽，贱妾何聊生！
她为自己年轻生命的归宿做了决断！
这是一个极其悲凉的景象！
虞姬有如万箭穿心。她留恋人生，留恋与项羽军旅生涯的恩恩爱爱，然而往事不堪回首。她悲悲戚戚地对项羽说：“我生随你，死也随你，愿你保重！”趁项羽不备，举剑自刎，香消玉殒！这便是生离死别，流传千古的悲剧“霸王别姬”。
项羽抱着爱妻的尸体痛哭，在美人倒下的地方掘土成墓。英雄泪垂洒在营帐中的土堆上。
交五更的时候，天更黑了，黑得伸手不辨五指。项羽带领仅剩的八百骑兵突出重围，马不停蹄地向南跑去。汉军五千骑兵紧紧追赶。
项羽率兵一次又一次冲出汉军的包围，不敢恋战，一路向东冲杀。当跑到乌江边时，身边只剩下26名兵士。恰巧乌江的亭长，驾着一条小船，停在岸边。亭长劝项羽马上渡江。项羽觉得没有脸面再见江东父老，他把乌骓马送给了亭长，叫兵士们跳下战马。他和26个兵士都拿着短刀，同追上来的汉兵展开了肉搏战。他们杀死了几百名汉兵，才一个个倒下去。项羽也身受十几处创伤。最后在乌江边拔剑自刎。汉军为争夺项羽遗体去讨封赏，竟然自相残杀又伤亡数十人。
这个在反秦战争中曾经不可一世的霸王，终于在四面楚歌的局面下彻底失败了。
狡兔死，走狗烹
汉高祖五年（前202年），汉军在垓下决战中胜利，项羽自刎乌江。长达四年的楚汉战争终于结束。
垓下之战刚结束，精明狡诈的刘邦首先想到的便是抑制诸侯王，特别是齐王韩信的威势，以免对自己的统治形成威胁。得到项羽的死讯之后，刘邦立刻驰入韩信的军营中，在韩信毫无思想准备的情况下，收回韩信的兵权。接着着力削弱韩信已有的根基，第二年（前201年）春正月，刘邦宣布改封韩信为楚王，都下邳（今江苏邳县南）。
刘邦此举，是他消灭异姓诸侯王的第一步。在楚汉战争期间，刘邦必须依靠像韩信、英布、彭越这些猛将为自己冲锋陷阵，否则便无法战胜勇冠天下的项羽。但项羽死后，为巩固自己的新政权，刘邦必须逐步铲除异姓诸侯王，以免除危险，维持政权的统一。这是符合当时形势的需要的。所以，不管韩信、英布这些异姓诸侯王造反或不造反，刘邦都不会放过他们。
然而韩信并没有意识到危险的临近，他仍然沉浸在功业已成的胜利喜悦之中，对徙封为楚王意味着什么，他并没有放在心上，何况楚地又是自己的故乡。回到封地以后，韩信首先召见了当年曾经给过他饭食的漂母，赐给她千金。又把当年侮辱过自己、让自己从他胯下钻过去的屠市少年召来，任为楚国的中尉，并向各位将相说：“这是一个壮士。当他侮辱我时，我难道不能杀了他吗？杀了他并没有什么意思，所以我忍了，而至于有今日。”
项羽部下有一个大将叫钟离昧，曾多次率领楚军击败汉军，并几次追击刘邦，几乎将刘邦擒获。所以刘邦对钟离昧十分怨恨。钟离昧的家离韩信的家不远，两人私交很好，项羽失败后，钟离昧遭到缉捕，无处可逃，便逃到韩信那里。但此事被刘邦发觉，刘邦立刻下诏抓捕钟离昧。当时，韩信刚刚到自己的封国，因为社会还很不安定，韩信在出巡县邑的时候，常常列出士卒保卫自己。这一点却正给刘邦留下了把柄。韩信到封国的第二年（汉高祖六年，前200年），便有人迎合刘邦的旨意，上书诬告楚王韩信谋反。刘邦装模作样地将这件事告诉了大臣们，并询问对策。武将们都说：“赶紧发兵，坑杀了这个小子！”刘邦却知道手下的将领们没一个是韩信的对手，公开用武力是自找苦吃，因此听了这话后半天没开腔。刘邦又问陈平该怎么办，陈平问：“有人上书告韩信谋反，韩信知道吗？”刘邦说：“不知。”陈平问：“陛下的精兵和楚王的兵比起来怎么样？”刘邦说：“不比他们强。”陈平又问：“陛下的将领中在用兵打仗上有能超过韩信的吗？”刘邦说：“没一个比得上。”陈平说：“如今兵不如楚精而将领又不能及，而举兵进攻，是加速韩信公开用武力反叛。那样陛下就危险了。”刘邦问：“那该怎么办？”陈平说：“在古时候，天子有到四方巡狩，会集诸侯的习惯。陛下只要出了京城，假装到云梦泽去巡游，然后在陈（今河南淮阳）会集诸侯。陈是楚的西界。韩信听说天子因喜欢而出游，必然觉得无事而去迎接陛下。陛下可以趁韩信谒见的时候擒住他，这只要一个有力之士就行了。”刘邦认为这个办法好，便采纳了陈平之计，派使者遍告诸侯，通知自己要到云梦去巡游，让他们都在陈相会。然后刘邦就出发了。
韩信接到刘邦的通知后，觉察到了其中埋伏的危险，惶惧不知所为。有人给韩信出主意说：“杀了钟离昧，然后去谒见皇上，皇上必定欢喜，不会有什么事的。”韩信不忍下手，去找钟离昧商量。钟离昧说：“刘邦所以不发兵攻楚，是因为我钟离昧在这里。你想抓了我去讨刘邦的欢心，我今天死，你明天也跟着完蛋。”便骂韩信说：“你不是一个长者！”说完便自杀了。韩信带着钟离昧的首级到陈去谒见刘邦，刘邦命武士突然冲出，把韩信缚了起来，载在车上。这时，韩信才知道自己未曾识破刘邦的险恶，完全错了，便说：“果然像人家所说的，‘狡兔死，良狗烹；高鸟尽，良弓藏；敌国破，谋臣亡’。天下已经平定，我本来就应当被杀掉！”刘邦说：“有人告你谋反。”遂给韩信戴上刑具，拉在车上走。到了洛阳，刘邦赦免了韩信，改封韩信为淮阴侯。
韩信被降为淮阴侯后，心中郁郁不乐。他知道刘邦对自己的才能又害怕又厌恶，便经常称病不去上朝，天天在家里闷着。又觉得自己降到和绛侯周勃、灌婴等人同列，心中更是烦闷。一次，他到樊哙家里去拜访，樊哙对韩信十分尊敬，跪着迎接他，又跪着送他出去，言必称臣，说：“大王肯光临臣的家，臣真是太荣幸了！”韩信出了门，苦笑着说：“我居然和樊哙这样的人为伍！”
刘邦曾经从容地和韩信谈论朝中的各位将领，谈谁能指挥多少军队。刘邦问韩信：“像我能带多少兵？”韩信也不客气，说：“陛下最多不过能带十万兵。”刘邦问：“那么你呢？”韩信说：“我是多多益善，越多越好。”刘邦笑着说：“多多益善？那你怎么为我所擒呢？”韩信说：“陛下不善于带兵，却善于用将，这便是为什么我韩信为陛下所擒。而且，陛下是所谓‘天授，非人力’也。”
汉高祖七年（前200年），刘邦在平定韩王信的叛乱后，派他的幸臣、阳夏侯陈豨为巨鹿郡守。陈豨和韩信私交很好，临行之前，陈豨去向韩信道别。韩信拉着陈豨的手，避开左右的人，走到庭院中，仰天叹息，说：“有些话能和你说吗？”陈豨说：“我听将军您的。”韩信说：“你所去的，是天下出劲兵之处；而你又是陛下平素所信任的人。别人说你反叛，陛下必定不信；第二次又说，陛下定会起疑心；第三次报告，陛下必然发怒而自己率军出征。那时，我为你从中策应，夺取天下就有希望了。”陈豨说：“就听您的。”