公元前206年四月，诸侯受封完毕。刘邦对于项羽不履行怀王之约而把自己封到巴蜀汉中大为愤怒，当即就想要破罐子破摔攻击项羽，周勃、灌婴、樊哙等将领也都忿而从旁怂恿，多亏萧何站出来劝谏，说项羽势不能敌，不可以卵击石，应暂时忍耐，暂踞巴蜀汉中以观时变。刘邦听从萧何的劝谏，没有轻举妄动。
不料范曾认准了刘邦不是个久居人下之人，对项羽把刘邦封在巴蜀也不情愿，劝谏项羽改变决定。项羽说：“沛公先攻入了关中，居功至伟，毕竟怀王有约在先，不封恐怕难以服众吧？”范增说：“容我在仔细想想，看怎么处置好。”
刘邦坐困咸阳，不知如何是好，遂问计于张良。张良也一筹莫展，琢磨半晌，忽然想到了陈平，鸿门宴期间张良和他聊得挺投机，于是就想找他试试，看他是否肯帮忙。
张良找陈平，直言来访的意图，问有没有办法让沛公离开咸阳。未料这个陈平对刘邦很欣赏，也是陈平太聪明，考虑到多个朋友多条路，他思考片刻后对张良说：“我试试看。”
第二天，陈平就对项羽说：“现在诸侯们都聚集在咸阳，每路兵马都不下数万人，咸阳的粮食都快被吃光了，若不赶快让诸侯们回国，恐怕老百姓就负担不起了。”
项羽听罢，觉得是这个样子，于是就让范曾安排诸侯去就国。诸侯们先后离去，唯有刘邦和韩王成不见范曾来安排。张良感觉一定是范曾有意为之，但凡与刘邦走得近的，都要遭到如此待遇，幸亏魏王豹没有随军来咸阳，假如来了的话，估计也是这个样子。于是张良又去求助陈平，陈平对张良说：“你让汉王上表给霸王，就说向请个假会老家去省亲，到时候我自有办法。”于是刘邦就上表项羽请假省亲。项羽接到刘邦表奏，正在犹豫，陈平从旁说：“不能叫刘邦回乡，不然的话，以他在丰县、沛县一代的名望，说不定高出什么事情，丰沛人拥立他就地称王也说不准，倒不如轰他赶紧去汉中，然后派人去丰沛把他的家眷都接到彭城做人质，好教刘邦规规矩矩做人。”这倒是个好主意，范曾虽然扣住了刘邦，但是杀掉他项羽又不允，因此也没琢磨出应该怎样对待他才好，于是就同意了陈平的意见。
得到项羽允许他去就国的消息，刘邦松了口气，急忙安排点起本部人马，前往巴蜀去就封。张良还得要想办法让韩王成也尽快离开咸阳，不能跟随刘邦一同前往，但依依不舍长途相送，一直送到栈道那里。张良告辞时对刘邦说：“您何不烧掉栈道，以表示不想东返的决心，来稳住项王呢？”于是刘邦就烧毁了所经过的栈道。
刘邦的部下们，原以为大功告成可以衣锦还乡，却不料要去往巴蜀汉中，听说那地方多瘴气，这不形同发配吗？于是纷纷往老家逃跑，十万大军竟逃走了三分之一。这时候，韩信也在汉军中，他怎么到了汉军中了呢？原来，韩信在鸿门宴后，在项羽那里本来由持戟卫士升做了郎中，郎中就是参谋，能够有机会参与到机密事项了，他心志颇高，升了郎中后就向项羽就国家管理方面提出多项建议，但项羽一梦心思都在想如何衣锦还乡，没工夫挺韩信将这些不着边际的废话，再加上大事情有范曾，小事情有陈平，因此对韩信这个愣头青表现得很不耐烦，韩信很失望，感觉在项羽这里没什么前途，由于在鸿门宴上见过刘邦一面，就像到刘邦这里碰碰运气，这时候刘邦正在拔营前往汉中，于是韩信就跑来见刘邦，不料刘邦哪里记得他这个执戟小卫士，就哼哼哈哈让夏侯婴安排项羽做了个仓库保管员。韩信大失所望，深感后悔，于是就串通仓库的十三个职员试图逃跑，不幸被夏侯婴所抓获，按军法当斩，同案的十三人都已被处斩，眼看就要轮到韩信了，韩信举目仰视，突然看到夏侯婴，就高声对着夏侯婴大喊：“汉王不打算得天下吗？为什么杀壮士？”夏侯婴觉得很好笑，就凭你也配称壮士？于是就那他寻开心，与他交谈起来。不料这一交谈，韩信口若悬河，指摘刘邦的及其将领诸统兵的许多不当之处，夏侯婴觉得他说得都挺对，他所说的条条切中弊端，都需要加以改善，于是大为惊奇，就下令放了他，还给刘邦写了一封推荐信，建议委以韩信要职。看在夏侯婴废了半天口舌的份上。刘邦就把韩信从仓库保管员晋升为管仓官。
这个韩信，出身于平民，小时候家境尚可，有幸到书院去读书，他自幼性格放纵而不拘礼节，如同刘邦、陈平一样心高志大二不务正业，喜欢交游，还十分崇拜侠客侠士，于是就打造了一口监，佩戴在身上片刻不离身。但不行他父亲早早故去，韩信是独根苗，家里就他一个顶门立户的，由于他不务正业，因此和刘邦一样，常常到处蹭饭以糊口度日，许多人都很讨厌他。韩信的母亲死后，他穷得都连丧事都办不起，用草席吧母亲草草掩埋了。韩信曾经多次到下乡亭的亭长家里去蹭饭，接连数日，亭长的妻子嫌恶他，一早把饭煮好，开饭的时候韩信去了，却不给韩信饭食。韩信明白她的用意，一怒之下离去而不再回来。韩信在城壕沟中钓鱼填肚子，有几位老大娘漂洗涤丝棉，其中一位大娘看见韩信饿了，就拿出饭给韩信吃。几十天都如此，直到漂洗完毕。韩信很高兴，对那位大娘说：“我一定重重地报答老人家。”大娘生气地说：“大丈夫不能养活自己，我是可怜你这位公子才给你饭吃，难道是希望你报答吗？”淮阴屠户中有个年轻人侮辱韩信说：“你虽然长的高大，还人模狗样总佩个剑，其实你就是个胆小鬼。”又当众侮辱他说：“你要是有胆量，就拿剑刺我；如果不敢刺我，就从我胯下爬过去。”韩信打量了他一番，二话不说，低下身趴在地上就从他胯下爬了过去。满街的人都笑话韩信，认为他是胆小鬼。陈胜、吴广起义的时候，项梁渡过淮河北上，韩信带着宝剑投奔了项梁，留在了项梁的部队，却默默无闻，后来就当了项羽的持戟卫士。
所幸的是，由于萧何主管政务和钱粮，韩信便有机会接触到了萧何，通过几次短暂交谈，萧何认为韩信很有才干，后来得机会又与韩信进行了长谈，发现韩信对于天下大事有诸多高见，不由自主夸赞了韩信。韩信一位自己有机会升迁了，不料过了很久也没什么动静，韩信估计萧何已经在刘邦面推荐而刘邦始终不用，于是彻底失去信心，决定再次逃走了。萧何听说韩信逃走了，来不及向刘邦报告便去追赶韩信。军中有人以为萧何也往老家逃跑了，就向刘邦报告说：“丞相萧何逃跑了。”刘邦大怒又大痛，感觉如失左右臂一般。隔了两天，萧何回来了，刘邦又气又喜，骂他：“你怎么跟那些混账一样想逃跑？”萧何说：“我怎么会逃跑呢，我是去追逃跑的人。“刘邦问：”你追的是谁？”萧何说：“韩信。”刘邦听了又骂他：“将领跑掉的了十几个，你一个都没去追，却去追什么韩信，韩信是谁呀？你这明摆是撒谎。”萧何说：“那些将领是容易得到的，但韩信这个人，普天下难找出第二个。大王假如只想老做汉中王，当然用不上这个韩信；假如大王要想争夺天下，除了韩信就再没有可以商量大计的人了。”刘邦说：“你这话说的，简直是故作惊人。不过我是真想回到东方去呀，哪里闷在这个鬼地方呢？”萧何说：“大王如果能够重用韩信，韩信就会留下来；假如不能重用他，那么韩信终究还是要跑掉的。”刘邦以为萧何是想借机提拔他自己的人，这个韩信恐怕在那些地方赢得了丞相萧何的欢心，就对萧何说：“好吧，我看在你的面子上，就任命他做个将军吧。”不料萧何却说：“即使让他做将军，韩信也一定不肯留下来的。”刘邦有点生气了，说：“那么，让他做大将。”本来以为萧何能听出这气话的味道，不料萧何却说：“那太好了。”刘邦看萧何很认真，不像开玩笑的意思，也不像提拔自己人的样子，于是好奇起来，想看看这个韩信到底是个怎样的人，于是就让萧何把韩信叫来，不料萧何又说：“大王一向傲慢无礼，如果任命一位大将，就像是呼唤一个小孩子一样，韩信仍旧要离去。大王如果诚心拜他做大将，就该拣个好日子，自己事先斋戒，搭起一座高坛，按照任命大将的仪式办理，那才行啊！”凭着对萧何的信任，刘邦感觉到韩信定是个有才能的人，于是就答应了。刘邦对全军宣布，要登台拜将。诸位将军们听到这个决定，个个暗自高兴，特别是出自芒砀山和沛县的那些将领，人人都以为自己会被任命为大将，等到举行仪式的时候，却发现被拜为大将的是谁也不晓得从何而来的韩信，全军上下无不大吃一惊。
隆重的拜将仪式举行完毕后，刘邦就问韩信有何定国安邦的良策。韩信反问他：“大王自己估计一下，论兵力的英勇、强悍、精良，同项羽比谁高谁下？”刘邦沉默良久，认为自己不如项羽。韩信再拜，赞同地说：“不仅大王，就连我也觉得您不如项王。可是我曾经侍奉过项王，请让我谈谈项王的为人。项王一声怒喝，千人会吓得胆战腿软，可是他不能放手任用贤将，这只算匹夫之勇。项王待人恭敬慈爱，语言温和，人有疾病，同情落泪，把自己的饮食分给他们。可是等到部下有功应当封爵时，他却把官印的棱角都磨光滑了也舍不得给人家，这是妇人之仁，小处疼人，大处自私。项王虽然独霸天下而使诸侯，可是却不居关中而都彭城，又违背义帝的约定，把自己的亲近和偏爱的人封为王，诸侯对此忿忿不平。凡是项羽军队经过的地方，无不遭蹂躏残害，所以天下人怨恨他，百姓只是在他的淫威下勉强屈服，项王名义上为天下领袖，实质上已失去民心，所以他的强大会很快变成衰弱的，在这种情况下，大王如能反其道而行之，任用天下武勇之人，何愁敌人不被诛灭？把天下的土地分封给功臣，何愁他们不臣服？率领英勇的一心想打回老家去的士兵，何愁敌人不被打散？况且三秦的封王的章邯、董翳、司马欣本为秦将，率领秦国弟子已有数年，战死和逃亡的人不计其数，又欺骗他们的部下和将领投降了项羽，至新安，项羽用欺诈的手段坑杀秦降卒二十余万人，唯独章邯、董翳、司马欣得脱，秦人对这三人恨之入骨，而项王以武力强封这三人为王，秦国百姓都不拥戴他们。您入武关时，秋毫不犯，废除秦苛酷刑法，与秦民约法三章，秦国百姓无不想拥戴你在关中为王。根据当初怀王的约定，大王理当在关中称王，这事关中的百姓都知晓。可大王失掉应有的封爵而被安排在汉中做王，秦地百姓无不怨恨项王。如今大王起兵向东，攻三秦的属地，只要号令一声即可收服。”
刘邦听后大喜，觉得萧何所言不虚，自己身边的人包括萧何、曹参在内，没一个能说出这番宏论的，深以为认识到韩信有点晚。
刘邦登台拜将的时候，项羽已经出了函谷关，正赶往自己的家乡去，因为韩王成追随刘邦太紧的缘故，项羽不让韩成到封国去就任，而带着他一起东去。张良对项羽说：“我听说汉王烧断了栈道，只是安心于做他的汉王了，他已经没有返回的意思了。”但是项羽仍然不放韩成去就国。
项羽回到自己的直属封国，头一件事就是想把同处在彭城的义帝弄走，他派人去对义帝说：“古时候帝王拥有的土地是纵横各千里，而且一定要居住在河流的上游。”于是就把义帝迁徙到长沙郴县，途中却密令临江王共敖、九江王黥布把义帝截杀于大江之中。第二件事是把追随刘邦的韩王成废除掉王号而降为侯，不久又寻个过错杀了他。张良得后知，抄小路隐秘地跑回到汉王刘邦那里去了。其实项羽本应该还有第三件事，就是照陈平说的去接刘邦的家眷做人质，但是项羽忙于庆功事宜把这件事给忘掉了。
处理了这两件事，项羽就准备大肆庆贺一番，以示荣归故里。不料他还没筹办好庆功宴，诸侯们便闹腾起来了。范曾、项羽一直把眼睛盯着刘邦，却忽略了田荣，没想到挑头闹事的并不是刘邦，而是田荣。
田荣听说项羽改封齐王市到胶东，而立田都为新齐王，田安也被封做了济北王，唯独田荣什么也没得到，非常愤怒，于是不肯按项羽的号令把齐王市迁往胶东，而是迎头攻击田都。田都不敌田荣，就逃到了楚国。而齐王市很惧怕项王，就自己偷偷往胶东的新封国跑去。田荣大怒，就派兵追赶田市，一直追到即墨，在那里吧田市杀掉了。田荣于是自立为齐王，接着向西北进攻并杀死了济北王田安，由是田荣统治了全部三齐之地。田荣还把将军印授给彭越，让他在梁地起兵反楚。这个彭越，受魏王豹之命和刘邦一起攻昌邑而没有攻下，刘邦走后，他在这里收拾散卒兵勇，最后竟然一个人攻下了昌邑，后来就一直留守在昌邑。待到项羽入关，分封诸侯，把魏王豹贬封到了西魏，原魏国地分给了共敖和申阳，致使彭越一下子成了没有归属的部队，因此他欣然接受了田荣的将军印。
一个田荣折腾就让人头疼了，陈馀又和张耳闹起矛盾，他不满项羽仅封自己为侯，张耳却被封了王，于是就派人对田荣说：“项王主持天下事不公道，把以前的老诸侯王都封到坏地方，把他自己人都封在好地方，还驱逐了赵王歇到代地，驱逐韩广到辽东，而对您根本无任何封赏，我认为这样是不合适的。听说大王您已起兵反楚，不听项羽的不义之命，希望大王您接济我一部分兵力，让我去攻打常山，恢复赵王原有的地盘。我愿用我们的国土给您的齐国作屏障。”田荣非常高兴，就派兵去支援陈馀，陈馀则发动他所据有的三县全部兵力，会同齐军合力攻打常山，把他的从前好友常山王张耳打得大败。张耳只得逃走，孤身一人去投奔汉王刘邦。陈馀从代地把赵王歇接回赵国重新做了赵王，赵王歇就把代地让给了陈馀，封陈馀做了代王。还授予陈馀赵国相的大印，让陈馀同时执掌赵代两个国。
还有臧荼，他本来是燕王韩广手下的统兵将领，这次因功被项羽封为了新的燕王，到了燕国就驱逐老燕王韩广去辽东，韩广很生气，但是燕国的大军都已掌握在了臧荼的手中，他只得前往辽东，一路走一路骂骂咧咧，被臧荼知道了，臧荼就派人到无终杀了他，把他的辽东也据为己有。
刚刚推翻秦朝，天下刚刚评定，就有人不听召唤，田荣的行为激怒了项羽，项羽亲率楚军予以讨伐，先击败了身边的彭越，然后北击田荣，田荣集结齐国的全部力量来抗拒项羽。面对田荣的抵抗，项王极为愤怒，每攻下一处便下令屠城，大肆坑杀战俘，项羽的暴行激起了齐国军民更加顽强的抵抗，楚军因此陷入齐国泥潭。
这个时候，刘邦才刚到汉中三个月，闻听东方大乱，心花怒放，马上决定乘项羽进攻齐国之机，出南郑袭占关中，抢回那个本该属于自己的地方。刘邦采纳韩信的建议，利用秦岭栈道已被烧毁而三秦王松懈麻痹之机，采取明修栈道、暗渡陈仓之计，派樊哙、周勃率军万余大张声势抢修栈道，吸引三秦王的注意力，他自己则与韩信率领主力军队，翻越秦岭突然出现于陈仓。
刘邦根据韩信的建议，为此战做了充分准备。据《后汉书·南蛮西南夷列传》记载，“阆中有渝水，賨民多居水左右。天性劲勇，初为汉前锋，数陷阵。”《华阳国志·巴志·总叙》记载：“阆中人范目有恩信方略，知帝必定天下，说帝，为募发賨民，要与共定秦”。范目视阆中大姓，巴人的部族长，被刘邦委以组建巴渝劲旅，他迅速为刘邦组建起一支七千人的善于攀山涉涧的賨民军队，作为此战的先锋。
陈仓是雍王章邯的地盘，章邯闻之，仓促率军前往陈仓迎战，范目的賨民先锋军发挥了突出作用，他们攀山涉涧从山间小路绕过陈仓正面，从章邯背后发动突然袭击，随后汉军主力也正面出动，前后夹击，大败章邯于陈仓。
然而此战刘邦的一名大将刘邦当泗水亭亭长时的吏员奚涓战死了，可见战况相当激烈。
陈仓一战得胜，刘邦便派樊哙带兵出击白水以北，击败了西城县丞的军队，又在雍县之南击败章邯的轻车骑兵。然后，刘邦又派曹参北上夺取了雍城。
章邯没有多少军队，他投降项羽后成了光杆司令，作为一名降将，被项羽封为雍王后，只想在关中好好做一个诸侯王，加之被封雍王才短短三个多月，因此只临时招募了一些军卒维持诸侯国的秩序。几仗下来，章邯损失不小，只得率残军退到好畤，刘邦与韩信追逐而至，两军于好畤交战，再次大败章邯。章邯无奈，只得退入都城废丘，汉军又追逐而至，把废都包围。但章邯毕竟是员名将，在这样困难的情况下，还出奇兵，派他弟弟章平趁刘邦主力全部追逐至废都而好畤空虚之机，袭取了好畤，与废丘互为犄角，将战线稳定下来。然后，章邯派人向司马欣、董翳求援。
废都一时难下，刘邦就以一部兵力围困废丘，派曹参攻斄县，派周勃、樊哙攻槐里。这些地方拿下后，周勃、樊哙去好畤城攻击章平，曹参则南下去取壤乡，并于壤东击破司马欣、董翳派来援助章邯的援军，之后曹参与周勃、樊哙三军合攻好畤，三军夹击之下，章平战败逃走。
占领了好畤，便打开了进入咸阳的大门，曹参与周勃、樊哙趁势而下，直攻咸阳。章邯的部将赵贲和内史保在此据守，曹参、周勃、樊哙经过激战将他们击败，一举拿下了原秦国都城咸阳。仅仅离开三个多月，刘邦就再次回到咸阳，咸阳父老们夹道欢迎，可见刘邦在关中颇得人心。
章邯再次向司马欣、董翳求援，三秦一脉同气，司马欣和董翳有都是章邯曾经的下属，于是二王先后再次派出援军，两路援军会合后，由章平统一率领，反攻汉军。刘邦让曹参在景陵据险而守，挡住了章平二十余日的猛攻，随后，刘邦集结主力大军，大破章平的三秦联军。
拿下咸阳击破三秦联军后，刘邦在围困章邯废丘的同时，把目光投向函谷关，只要拿下函谷关，就可以隔绝三秦王和关东的联系。函谷关是塞王司马欣的地盘，要像拿下函谷关，就得打掉司马欣。司马欣的状况和章邯差不多，也没有多少兵马，而且先后派出了两部军队援救章邯，全都覆没了，因此刘邦派灌婴统领大军，直接进攻塞王司马欣的都城栎阳，另派周勃、樊哙攻击漆、汧、郿、频阳等县。周勃、樊哙很快拿下上述各县，司马欣眼见不敌，便举城投降，刘邦封其仍为塞王，镇守原地。
鉴于刘邦当初入关时的所作所为，关中的父老都非常拥护他，所到之处，夹道迎接。
其后，刘邦便令曹参、周勃、灌婴、樊哙等各路大军回军围攻章邯的废丘，同时，鉴于翟王董翳的主力也在援救章邯的过程中覆没，于是派他的芒砀山把兄弟丁礼以及他的原泗水亭属吏朱轸率军奔袭翟王董翳的都城高奴，派郦商北上去平定最北部的上郡。丁复、朱轸大破翟王，攻下了高奴，翟王董翳投降刘邦，郦商也平定了上郡。而后，刘邦又派靳歙出击陇西，靳歙率军向甘肃进军，打败了西县县丞率领的军队，又击败盗巴的军队，攻占了位于甘肃天水的上邽县。至此，三秦王中只剩下章邯苟延残喘。短短几个月，刘邦便平定关中大部，只剩废丘未下，真可谓风驰电掣。
汉二年（公元前205年）六月，樊哙以水淹废丘，终于突破废丘城防，章邯兵败自杀，刘邦完全平定了关中。
三秦战役历时八个月，胜利之后，所获关中地盘加上他自己的领地巴蜀汉中，基本上就是战国时期秦国的全部地盘，了，刘邦从而拥有了与当年秦始皇消灭六国一统天下一样的本钱。
于是刘邦雄心勃勃，跃跃欲试，打算挑战项羽。但鉴于项羽过于强悍，便先以接取父亲刘太公和老婆吕雉等家眷为名，派他的丰县老乡薛欧、王吸率军东出武关，取道南阳，试探着向项羽的西楚发起进攻。这时候，刘邦在沛县时候的地面老大王陵也来投奔刘邦了。
沛县起事当初，王陵这个刘邦曾经的大哥，因为抹不开面当刘邦手下而没有参加，但乃那样情况下的年月，英雄豪杰不可能耐住寂寞。刘邦西征走后，王陵也拉起一支队伍，投奔了魏王豹。为什么投奔魏王豹呢？因为魏王豹是贵族。魏王豹令其镇守南阳。待到魏王豹被项羽贬封为西魏王时，王陵和彭越一样，成了无主队伍。这时候项羽向王陵伸出了橄榄枝，但是王陵并没有归服项羽，因为贬封魏王豹一事，王陵认为项羽不能公平处置天下事，终究成不了大气候。项羽见王陵不附，便派人把王陵的母亲劫持到彭城。项羽对王陵的母亲是以礼相待，试图让她说服王陵归降。王陵是个孝子，于是就想投向项羽，不料王陵的母亲却不愿意让儿子因自己受到要挟，自尽而亡。项羽得知后非常愤怒，下令将王陵的母亲烹煮。王陵又悲又怒，这时候刘邦拿下了三秦，派出了薛欧、王吸，于是王陵便决定投奔这个曾经的小弟，率军与薛欧、王吸会合。三人合兵，进至阳夏，被项羽的部队所阻拦，不能前进。
项羽听说汉王打垮了三秦王兼并了关中，又打着迎取家眷的旗号出关东进，可自己正陷在齐国不能自拔，齐国北边的赵国也蓄势待发，老巢一带还有彭越骚扰捣乱，实在腾不出手，便加封吴县令郑昌为韩王，让他前往韩国故地筹集兵马钱粮，抵御刘邦的队伍。
接着，项羽又派萧公角率军去打彭越，但是萧公角出战不利，被彭越打败。刘邦闻听项羽封了新韩王，也出出张良，前去与他争夺韩地。张良到了韩地，找到了韩国的另一位后裔韩信，拥立韩信当了韩王，聚兵来对抗郑昌。此韩信非彼韩信，因为两个韩信重名，为区别故，史称韩王信。韩王信在张良辅佐下，沿路招降原韩地各郡县。故韩后裔韩王信在韩地的召力是郑昌所不能比拟的，因此他们的队伍很快扩充到两万人。兵力强大之后，他们一举攻下了韩都阳翟，迫使韩王昌投降。
齐国地大物博，田荣的抵抗非常强劲，为此，项羽向九江王黥布征调部队。已经当上了九江王的黥布，因为有了自己国家，所以有了自己的盘算，他推说自己有病，不肯亲自带兵去协助项羽，只派出一个部将带了几千人马去应付项羽，项羽大怒，派人前往去责备黥布，黥布推说病重，避而不见，只加派了几千人马随项羽的使者归来，项羽因此怨恨黥布，两人由此发生矛盾。
项羽毕竟勇猛，是年冬天，项羽攻到了城阳，田荣带领全部兵力与项羽决战，结果大败，齐军主力几乎被全歼，田荣只得逃往齐国北部边境处的平原。平原老百姓才过上平安的日子，怨恨田荣引来战火，于是聚众把田荣杀掉了。项羽率军北进，沿路放火焚城，活埋投降的士兵，掳掠齐国的妇女，直到北海。齐国人满以为田荣死了项羽就该罢兵而回，不料项羽却如此凶残。项羽残暴的做法使齐国人不得不反抗，于是村村堡堡都聚集起来抵抗。这时候，田荣的弟弟田横收集了齐军逃散的士卒几万人，逃到东部沿海地带，在那里反抗楚军，并号召齐国百姓响应。
项羽忙于对付田横之际，刘邦在抚慰关内外老百姓。老百姓见刘邦在战事连连之时还能抚慰自己的子民，与项羽的所作所为截然相反，都十分感动，由此刘邦在诸侯中的声望一天比一天高。
刘邦地盘大了，实力强了，又见民心向己，感觉可以适时东进了，于是便亲自率兵出关。三月，刘邦从临晋渡过黄河，魏王豹原来就追随刘邦，此次更恨项羽把他降为了西魏王，而把原来的国土瓜分给了河南王等人，于是便尽起西魏之兵，跟随刘邦前进。刘邦、魏王豹率军直下河内。
河内是殷王司马卬的封国。几个月前，项羽也向司马卬征调部队，司马卬如同黥布一样虚与委蛇，项羽大怒，派陈平率兵前来问罪。司马卬连连向陈平表示对项羽道歉，于是陈平回军，汇报项羽说，司马卬认罪态度不错。项羽正在与齐国大战，没有功夫过多纠结，所以司马卬的事情也就不了了之了。不料项羽那边的事情刚完，刘邦和魏王豹却杀来了。两国大军齐至，司马卬自思不敌，便不战投降了刘邦。
司马卯背楚降汉降汉的消息传到项羽那里，项羽迁怒于陈平，从此之后不让陈平参与机密。陈平觉得自己成了受气包，尤其是他已看清了项羽是个鲁莽武夫，最终是不可能取得胜利的，于是他便挂印封金，偷偷逃走。他想起自己曾经帮助张良促成汉王出关就国，而且自己的老朋友魏无知也在刘邦帐下为将，便去投奔刘邦。当初帮助刘邦是为了多条后路，看起来这后路是留对了。
陈平逃到了黄河边，孤身上了一条打渔船，刚上传，见从船舱里又走出来了一个船夫，面向凶恶。陈平感觉这两个人可能是水盗，马上脱了衣服，扔在船上，光着上身来帮船夫划船。船夫看他腰间什么也没有，衣服掉在船上也没有什么声音，知道他身上没什么贵重东西，就打消了加害他的念头。一场凶险，被他轻而易举化解。
陈平逃到汉军营，经魏无知引荐，见到了刘邦。两人纵论天下大事，十分投机。刘邦破例任命陈平为都尉。这一下引起了芒砀山把兄弟以及沛县、丰县起家时追随刘邦的老将们的不满，纷纷指责说陈平品行不端，揭发他当上都尉不久就收取贿赂，种人不能重用。
刘邦经不住亲密弟兄的再三诋毁，便召陈平来质问：“听说你原来是帮助魏王的，后来离开魏王去助霸王，现在又来助我，怎么能不让人怀疑你的信义呢？”陈平不紧不慢地答道：“同样一件东西，在不同人手里作用就不同。我侍奉魏王，魏王不能用我，我离开他去帮助霸王，霸王也不信任我，所以我才来归附大王。我虽然还是我，但用我的人可不一样。我久慕大王善于用人，所以才不远千里来投奔大王。我什么也没带，来到这儿一无所有，所以才接受了人的礼物。没有钱我就生活不了，也就办不了事。如果大王听信谗言，不起用我，那么，我收下的那些礼物还没有动用，我可以全部交出来，请大王给我一条生路，让我辞职回家，老死故乡。”寥寥数语，道明了各方的政治优劣，话中有话。刘邦的疑虑顿消，对陈平倍增好感，并重重地赏赐一番，进一步提升他为护军中尉，监督诸将。
收降了司马卬安定了河内郡，刘邦便与西魏王豹直下洛阳，在那里一举打垮了河南王申阳，申阳率众投降。
至此，项羽所封的诸侯王，已经差不多半数归于刘邦阵营了，天下的疆土，刘邦也几乎占据了一半。刘邦真是个位面之子，除了还定三秦经历了一番大战，其后的成果都是轻松获得的，这都是拜田荣的齐国牵制了项羽所致，刘邦的运气实在好。
进入洛阳城时，洛阳地方三老董公遮前来拜见刘邦，对他说：“大王，你知道义帝是怎么死的吗？”刘邦闻听董公话中有话，就问：“霸王说义帝是在南迁的路上得了急症，不治身死的。”董公摇摇头说：“那是项羽蒙蔽天下人的伎俩。其实义帝根本就没有得什么急症，是项羽暗中派人杀了他。项羽为了蒙蔽天下，就说义帝是得了急症，不治身死。”董公顿了顿，接着说：“大王何不以为义帝报仇的名义东进伐楚呢？这样您的军队就成了义军，天下的百姓都会支持您的。”
刘邦觉得董公说得很有道理，以为义帝报仇的名义讨伐项羽，这就占据了道义上的先机，况且自己已经拥有了如此强大的实力，又有众多诸侯追随，足可以与项羽大战一场了。
第二天，刘邦在朝会上抓扯着自己的上衣嚎啕大哭，向诸将述说了项羽残害义帝的事情，哭得痛不欲生。表演过后，流啊别难过下令全军换上素服，为义帝发丧，举哀三日。举哀完毕，刘邦公告天下说：“天下共立义帝，北面事之。今项羽放杀义帝於江南，大逆无道。今为发丧，诸侯皆缟素。悉发关内兵，收三河士，南浮江汉以下，愿从诸侯王击楚之杀义帝者。”
这就是公开与项羽决裂了。刘邦这份公告，底气十足，“悉发关内兵”，指的是塞王欣、翟王翳的人马；“收三河士”，指的是河东魏王豹、河内司马卬、河南申阳的人马，“南浮江汉以下”，这是向楚国父老发出了动员令。而且刘邦口气十分恭谦，“愿从诸侯王击楚之杀义帝者。”意思是自己愿意追随各诸侯王们讨伐项羽，并不是想称王称帝。
刘邦号令一出，塞王司马欣、翟王董翳、殷王司马卬、韩王信便遵命各率本部之兵聚集到洛阳，加上已经在洛阳的西魏王豹和河南王申阳的队伍，汇集的军队多达七十万之众。就连没有了兵将的常山王张耳，也从后方咸阳跑到洛阳，呐喊助威，以壮声势。
不料张耳这一鼓噪，反而给刘邦制造了麻烦，也给自己带来祸患。刘邦派人传递所发公告号令到赵国、代国时，代王兼赵国相陈馀说：“汉王若杀了张耳，我就听汉王的召令。”可见陈馀是多么痛恨曾经的老友张耳。使者回来禀报刘邦，刘邦犯难了，自己曾在张耳门下混过饭，怎么说他也算是自己的恩人，但是就此失去两国诸侯，实在又不划算。于是琢磨半天，找了一个模样像张耳的人杀掉，将人头送到陈馀那里。陈馀信以为真，果然答应出兵相助刘邦。陈馀一作决定，赵歇当然听他的，也表示相助汉王。
齐国自不必多说，刘邦的使者一到，就订立了盟约。
这样，在项羽所分封的十八个诸侯中，只剩下九江王黥布、临江王吴宓、衡山王共熬、燕王臧荼四个王没有响应刘邦。鉴于张良与吴宓早年有所交往，刘邦就派张良出使南方。张良去见吴宓时，吴宓正在洞庭湖一带巡视，张良就追到洞庭湖，劝吴宓拥护刘邦。吴宓表示自己中立，谁都不帮。张良通过吴宓，又见到衡山王，衡山王知道了吴宓的态度，也表示他和吴宓持相同立场。张良最后找到黥布，黥布正和项羽闹得不愉快，于是答应张良在暗中相助，但毕竟自己曾是项羽手下大将，没有项羽也就没有他这个王，所以嘱咐张良告诉汉王，不要把他的事情挑明。至此，只剩燕王没有表态，鉴于燕国地处北部边陲，远离中原，他不吭声就算了。
这样一来，项羽就成了孤家寡人。
诸侯齐聚，刘邦决定率联军直捣楚都彭城，不料韩信却反对说：“联军虽然兵力众多，但是互不统属，未经统一整顿，战力难料，楚军强悍，恐怕难以速胜，应该采取持久战为宜。”刘邦对韩信大失所望，遂决定让韩信留下与河南王申阳驻守洛阳大本营，屏障萧何坐镇的关中，稳固大后方，他自己亲自率军出征。