劉邦用心聽完張良的話，再問張良說:“張君與項伯，誰年長誰年少?”張良答道:“項伯年長於臣下。”此時的劉邦，已經從無所適從的震驚中鎮定下來，他語氣肯定地吩咐張良說:“煩請張君為我請項伯兄進來，我將視項伯為大哥，執弟從之禮相見。劉邦青少年時代，任俠使氣，結交豪傑，也算是綠林中的人物。他曾經到大梁，在名士張耳門下遊走，回沛縣在縣豪王陵手下混事，從上使下，對於當時民間社會的規矩、江湖上的禮節、豪俠間的心情，是行家裏手，他自信能夠說動項伯。
當項伯進人劉邦軍帳中來時，酒席已經準備停當。劉邦執弟從之禮，虛上座迎出門來。劉邦盛情延項伯人坐上席，親自為項伯斟酒請壽。當時，劉邦49歲，張良47歲，項伯較張良年長。劉邦與項伯，同是張良的朋友，由張良居中穿針引線，相談甚歡。
酒席間，劉邦尊項伯為兄，與項伯結為兄弟，約為兒女親家，他見機請求項伯說:“小弟人關以後，對於秦的宮室財產，人員設施，秋毫不敢有所侵犯，登記吏民戶口，封存府庫財物，一切等待上將軍前來處理。之所以派人守衛關口，是防備盜賊出人，警惕意外事件的發生。小弟日夜盼望上將軍早日到來，哪裏敢有逆反上將軍的意思!小弟豐邑危難時，受項梁將軍救援，至今恩德未報，豈敢背德離反?往日在城陽、雍丘，與上將軍聯合作戰，同生死，共患難，豈敢逆情有貳心?小弟的真情實意，乞望項伯兄在上將軍麵前呈明化解。”項伯被劉邦誠懇的語言所打動，他同意勸說項羽。他與劉邦約定，明日一早到鴻門軍中，親自見項羽陳情說明。
項伯回到鴻門軍中，馬上麵見項羽，將劉邦的委屈心情一一麵呈，極力說服項羽與劉邦和解。項羽生於貴族名家，從小失去父母，由伯父項梁撫養長大。秦時避難，起兵渡江，定陶軍敗，每到關鍵難處，依靠的都是項氏宗族的和衷共濟。項梁戰死後，項伯是項氏宗族之長，項伯的話，他是不能不側耳傾聽的。項伯說:“沛公不首先攻破關中，我們今天豈能抵達這裏?眼下人有大功而我攻擊之，不義於天下，不如善待適當處置的好。”項羽年輕，隻有27歲。他是天生無敵的將軍和勇猛的戰士，卻是一位受感情左右的人。新安坑殺秦軍降卒，他不能控製內心深處對秦國的仇恨，鑄成失去秦國人心的大錯。聽項伯為劉邦辯解，同是楚軍將士，曾經同生共死的戰友之情又左右了他的心胸.使他不能根據政治利益的需要決定行動。他想起就在一年多以前，隨同項梁軍到東阿援魏救齊、擊破章邯軍後，與劉邦聯軍共同作戰，先戰城陽，攻破秦軍屠城，再戰雍丘，斬殺秦三川太守李由，項梁軍敗，又一同安全撤回，也是同生死共患難一場。項羽猶豫動搖了，他答應項伯，同意劉邦前來陳情說明，下令撤消攻擊令。
項羽敗亡後，劉邦封項伯為射陽侯，地在今江蘇省淮安縣西南。賜其姓劉，但後來未見劉邦的哪位兒女與其子輩成婚。古人有同姓不婚的禁忌，劉邦賜項伯姓劉，不知是賞以同姓之尊，還是要借故取消以前的婚姻之約，因為當年霸上結親本來就是劉邦臨時求助的手段。項伯受封三年後死去，其用子項唯因罪未承爵。