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。