刘邦和项羽达成妥协后，项羽便班师回大本营，刘邦也准备回关中。此时，他的两个谋士张良和陈平建议他抓住机会，打项羽一个措手不及。这是非常无赖的做法，但是有兵不厌诈的理论支持，大家也不觉得有多么无耻了。
即便如此，刘邦还是打不过项羽。早在追击楚兵之前，刘邦就给韩信、彭越、英布等人发出合击项羽的邀请书。但这些人全都按兵不动，刘邦无计可施，只得求教张良。张良一眼看出这些人心里的想法，让刘邦给他们封王，给他们足够多的土地。这招果然奏效，包括刘邦汉军在内的五路大军，共计70多万人马一起往固陵进发，最终将项羽的10万楚军围困垓下。
项羽可谓是一头雄狮，虽然孤军被困，但联军还是不敢贸然进攻。如果没有韩信这样杰出的统帅，也可能再次出现彭城之战那样的情况。韩信为了对付楚军，设计了十面埋伏的计策，这一招果然管用。接着张良又导演了一出四面楚歌的大合唱，最终瓦解楚军的士气。
虞姬自刎后，项羽虽然冲出重围，来到乌江边，但终究感到气数已尽，不肯过江……
固陵会战，楚军最后的胜利
项羽宣布撤军的时候，将士们都感到欢欣鼓舞，他们实在饥饿困乏太久。项羽希望大家日夜兼程，尽快赶到彭城，立即得到全军上下的支持。
从荥阳到彭城，如果走近路的话，必然要经过彭越的游击队伍猖狂的梁地。楚军此时士气低落，不断地向项羽表达这种担心。彭越原本不足为大患，饥饿是楚军最大的敌人，这种情况下楚军都不愿意受彭越骚扰。
霸气十足的项羽这次也作出了妥协，决定先南退进入陈国，再绕道回彭城。路程虽远，但相对来说安全很多。
就在楚军一心还家的时候。那边，刘邦也准备班师回关中，这时偏有两个人出来劝阻，这两人就是张良、陈平。陈平是个没有道德感的人，不知张良为何也是如此。张良和陈平建议刘邦趁着项羽东归之际，士气涣散，正好可以在路上截杀。客观地讲，这个计策确实非常好，但是相当卑鄙，连刘邦都说：“我已经跟楚国立了和约，项羽已经离开了，我怎么能说话不算数呢？”
陈平说道：“大王议和，无非是为了太公、吕后。现在太公、吕后已经回来，正好可以和项羽交战，何况天下大半已经属于我们，四方诸侯纷纷归附我们。现在项王兵疲粮尽，众叛亲离，正是天意要亡楚的时机。若由着他东归，不是养虎为患吗？”
刘邦一听有道理，便遣人将父亲和老婆送入关中，着手追击项羽。
元旦过后，刘邦与张良、陈平等人商议，决定派遣使者请韩信和彭越出兵，以确保万一。
刘邦亲自率领部队，一路向东进发，来到固陵。固陵位于河南省太康县东南，楚军与此相距不远，汉军便在此安营扎寨。
项羽接到刘邦背弃和约、率领大军跨过鸿沟前来追击的消息异常愤怒，他下令楚军停止前进，由于这一带是平原，一旦交战无险可守，对于战斗力强的楚军反而有利。
得知楚军停驻的消息，汉军也不敢轻举妄动。刘邦还在等韩信和彭越的消息，但是放眼固陵四周，哪里看到韩信和彭越大军的影子。
虽然援军没有到来，但张良还是主张和楚军大战一场，他觉得楚军兵疲粮少，汉军的胜算还是很大。其实，从彭城已运来少量粮食，这些粮食虽然不多，但是对于喜欢速战速决的楚军很管用。项羽最喜欢闪电战。
刘邦还没反应过来，项羽已经带领几万兵马冲了过来。刘邦担心项羽直取自己营地，干脆亲自出马，指挥作战。汉军还没准备好，楚军已杀到近前，项羽骑着乌骓一马当先，横挑直刺，专门找刘邦杀。汉军将士看项羽直朝刘邦冲来，纷纷涌上前阻拦，但是没人抵抗得住，不是被冲得稀里哗啦，就是徒然送了性命。
刘邦见汉军抵挡不住楚军的攻势，连忙拍马回头，准备避开危险。主帅撤退，全军跟着溃散，楚军趁机杀个痛快。将汉军驱回营地后，项羽才率军回营。
刘邦清点人数，发现损失兵士四五千人，将领几十名，顿时有了打退堂鼓的意思。张良在一旁说道：“楚兵虽然取得小胜利，没什么好担忧的，反而可以把他们拖在这里，他们粮草不足，假以时日，必然溃败。只是韩信和彭越不来，却是真正让人担心的事。我猜他们两人，一定是因为大王没有给他们封地，所以还在观望。”
刘邦不解地问：“我封韩信为齐王，拜彭越为魏国相国，怎么能说没有给他们封赏呢？”
张良说道：“韩信虽然被封为齐王，但并不是大王主动给他的，所以他心里肯定不安。彭越夺取了梁地，现在魏王已死，他肯定也希望封王，大王没有给他加封，他不免失望。大王如果把睢水以北到谷城的地方封给彭越，再将陈国以东到东海的地盘封给韩信，韩信本是楚人，常想得到楚地。大王如果同意的话，我想他们一定会来协助大王的。”
人性是贪婪的，张良可谓是一针见血。刘邦所以成功就在于充分利用人性的弱点。
十面埋伏，狼群围剿雄狮
刘邦见打不过项羽，筑起防御工事，闭营不出。项羽此时的性格又对他不利，他急切地渴望消灭刘邦，而不是见好就收，立即快马加鞭赶回彭城。只有这样，才有东山再起的可能性。
刘邦虽然打不过，但还是能守一段时间的。楚军粮草本来就严重不足，士兵急切渴望回到彭城休整，而项羽逞一时之气，非要杀了刘邦不可，结果坏了大事。可惜此时范增已死，谁敢违拗他的意见。
刘邦使人飞书韩信、彭越，讲明好处后，这两人果然答应出兵——真是人为财死、鸟为食亡，恰好这两人后来都被杀，而且拖累全家，可见古话虽然老套，但往往藏有深刻的道理，这些道理都是无数鲜血凝成的。同时，淮南王英布和汉将刘贾也前来接应刘邦。
三路大军齐来截断项羽的退路，项羽听到这个消息，难免恐慌，立即组织撤军后退。于公元前202年12月，退到垓下，垓下位于安徽省灵璧县东南。由于彭越已截断后路，项羽在兵疲马困的情况下能退到垓下已是万幸。
垓下有许多河流流经，形成天然的岩壁和沟壑，有利于进行防御。项羽便打算在此进行最后的防守，其实他心中已感觉到自己面临绝境。垓下的粮食维持不了一个月，与彭城的交通完全被截断，楚军被围困在此，完全没有外援。要冲出去的话，也不是没有可能，只是主力部队可能要损失殆尽。
此时，项羽的军队有十万，这个数目还是很庞大的，战斗力也是非常强的。如果粮草没问题的话，刘邦、英布、韩信、彭越等人未必打得过项羽。
吃不饱，哪里有斗志打仗，外围楚军逐渐被击溃，以至于纷纷投降，这是项羽带兵以来从未有过的事。12月中旬，各路大军已纷纷逼近垓下。韩信亲自率领30万齐军，包抄楚军侧面，彭越率领几万人马汇合到刘邦本部，从前面逼近楚军，原楚国的大司马周殷叛楚，会同英布、刘贾合击项羽，刘邦关中的援军也已赶到。
五路大军，合计70余万人，由东西南北形成合围之势。项羽登高眺望，只见四面八方的汉军像蚂蚁一样蜂拥而来，不禁仰天长叹：“我真后悔以前没有杀刘邦！”眼见粮草快尽，后无退路，项羽明知要败，但失败之前也要杀他个昏天黑地。
前次，项羽3万人马打退刘邦56万大军，这次刘邦可不想重蹈覆辙，他任命韩信为元帅，指挥调度各路兵马。
韩信将军队分为10队，由各将领指挥分头埋伏，互相照应，让刘邦镇守大本营，自己带领3万人马前去向项羽挑战。
看到韩信来挑战，项羽怒发冲冠，一马当先，后面楚兵紧跟主帅，奋勇向前。不出韩信所料，两军交战后，汉军果然不是对手，韩信正好且战且退，项羽也不怀疑有诈，或者，就算有诈，他现在也不在乎了。自然有部将建议项羽不要轻易再追，但此时项羽的状态是豁出去了，哪管得了那么多，只想杀得血流成河，以泄心中怒火。
追了好几里，进入了汉军的埋伏圈中，韩信发出暗号，两路伏兵冲出。项羽和楚兵再度冲杀，终于冲破这两路伏兵的拦截，继续追赶韩信。过了一会儿，韩信又发出暗号，又有两路伏兵冲出，项羽接着杀，杀完之后继续追。直到十面伏兵全部出来，楚军的阵线拉得太长，被汉军截断。韩信十面埋伏的目的就是为了将楚军拉成一条长龙，然后分段宰割，否则以项羽楚军的战斗力，纵使己方兵力再多，也很难彻底制服；此举的另外一个目的是诱敌深入，所谓擒贼先擒王，拿下项羽就好办了。可惜项羽太猛了，汉兵将士不是其对手。
在中国历史中，能够单枪匹马纵横千军万马中的恐怕只有项羽一人了。楚军虽然把汉军杀得七零八落，但己方部队也被冲散。项羽杀开八重伏兵后，看到楚军淹没在茫茫的汉军人海中，决定回营，他让钟离昧断后，长戟一指，楚军且战且退。
