公元前206年10月，刘邦入关，降秦王子婴，还军霸上；12月项羽破关而入，刘、项在鸿门会面，双方斗争开始。不久，项羽以盟主身份召开戏下（今陕西临潼东）之会，封18人为诸侯王。自封为西楚霸王，都彭城（今江苏徐州），刘邦为汉王，都南郑（今陕西省南境）。

刘邦到南郑后，积极准备反攻。先夺取关中三秦之地作为根据地，然后出兵东向，进攻项羽，曾多次被项羽打败。到公元前203年秋，得到韩信的帮助，才形成足以跟项羽抗衡的力量；项羽乃与刘邦约定：“中分天下，割鸿沟以西为汉，以东为楚。”定约后，项羽东归，刘邦也准备西归。这时张良、陈平向刘邦提出建议，趁此时机消灭项羽。后在韩信、彭越帮助下，围项羽于垓下（今安徽灵壁南）。项羽兵败突围，至乌江（今安徽和县东北）自刎。