後來楚軍加緊進攻，切斷了漢軍的甬道，把漢王圍困在滎陽城。過了好一段時間，漢王為這種困境而憂慮，請求割讓滎陽以西的地區來講和。項王不同意。漢王對陳平說：“天下如此紛亂，什麼時候才能安定呢？”陳平說：“項王為人謙恭有禮，對人愛護，具有清廉節操、喜歡禮儀的士人多歸附他。到了論功行賞、授爵封邑時，卻又吝嗇這些爵邑，士人因此又不願歸附他。如今大王傲慢又缺乏禮儀，具有清廉節操的士人不來歸附；但是大王能夠舍得給人爵位、食邑，那些圓滑沒有骨氣、好利無恥之徒又多歸附漢王。如果你們各方誰能去掉雙方的短處，采取你們雙方的長處，那麼隻要招一招手，天下就能安定了。但是大王愛隨意侮辱人，不能羅致到具有清廉節操的士人。不過楚軍方麵有著可以擾亂的地方，項王那裏剛直的臣子像亞父範增、鍾離味、龍且（ｊū，居）、周殷之輩，不過幾個人罷了。大王如果能舍得拿出幾萬斤黃金，施行反間的計謀，離間楚國的君臣，讓他們互生懷疑之心，項王為人猜忌多疑，聽信讒言，他們內部定會互相殘殺。漢軍可趁機發兵攻打他們，擊敗楚軍是一定的人。”漢王認為陳平說得對，於是拿出黃金四萬斤給陳平，聽憑他使用，不過問他的支出情況。
陳平用了很多黃金在楚軍中進行離間活動，在眾將中揚言鍾離味等人作為項王的將領，功勞很多，但始終不能劃地封王，他們打算跟漢王聯合起來，消滅項王，瓜分楚國的土地，各自為王。項羽果然猜疑起來，不再信任鍾離昧等人。項王已經懷疑上鍾離昧等人以後，派遣使者到漢軍那裏打探。漢王備下豐盛的酒宴，命人端進。見到楚王的使者，漢王就佯裝吃驚地說：“我還以為是亞父的使者，原來竟是楚王的使者！”又讓人把酒肴端走，換上粗劣的飯菜端給楚王的使者。楚王使者回去以後，把這些情況稟告給項王。項王果然大大地懷疑起亞父。範增想急速攻下滎陽城，項王不信任他，不肯聽從。範增聞知項王在懷疑自己，就生氣地說：“天下的大事基本定局了，君王自己幹吧！我請求辭職告老還鄉！”他回鄉還沒有到達彭城，就因背上毒瘡發作而死。陳平於是夜裏讓兩千名婦女出滎陽城東門，楚軍便發動攻擊，陳平就與漢王從滎陽西門出城逃離。漢王隨即進入關中，收集敗散的士兵再次東進。
第二年，淮陰侯韓信打敗了齊國，自立為齊王，派使者把這件事稟報給漢王。漢王大怒，斥罵韓信。陳平暗暗地踩漢王的腳，漢王也有所悟，於是優厚地款待齊王使者，並派張子房立即封韓信為齊王。漢王把戶牖鄉封給陳平。漢王采用陳平的奇計妙策，最終滅掉楚國。陳平曾經以護軍中尉的身份跟隨漢王平定了燕王臧荼。
漢六年（前201），有人上書告發楚王韓信謀反。高帝問詢將領們，將領們說：“趕緊發兵活埋這小子。”高帝默默不語。高帝問陳平，陳平一再推辭，反問道：“各位將領說些什麼？”皇上把各位將領的話都告訴了陳平。陳平問：“有人上書說韓信謀反，有知道這件事的外人嗎？”皇上說：“沒有。”陳平問：“韓信本人知道這情況嗎？”皇上說：“不知道。”陳平說：“陛下的精銳部隊跟楚國比哪個強？”皇上說：“不能超過它。”陳平問：“陛下的將領中用兵有能超過韓信的嗎？”皇上說：“沒有誰趕得上他。”陳平說：“如今陛下的軍隊不如楚國精銳，將領的才幹又趕不上韓信，卻要發兵攻打他，這是促使他同我們作戰，我私下裏為陛下的安危而擔憂。”皇上說：“那該怎麼辦呢？”陳平說：“古時天子巡察各地，會見諸侯。南方有個雲夢澤，陛下隻是假裝出遊雲夢，在陳縣會見諸侯。陳縣在楚國的西部邊界，韓信聽到天子懷著善意出遊，看那情勢定然無事，因而到郊外迎接拜見陛下。拜見時，陛下趁機將他拿下，這隻不過是一個力士就能辦到的事。”高帝覺得他的主意不錯，於是派出使者告知各諸侯到陳縣會麵，說“我即將南遊雲夢”。皇上便隨即出發。此行尚未到達陳縣，楚王韓信果然在郊外的路上迎接。高帝預先準備好武士，見韓信來了，立即將他拿下捆綁起來，裝在副車中。韓信喊道：“天下已經平定了，我本來該當烹殺了！”高帝回過頭對韓信說：“你別出聲喊叫了！你謀反，已經很明顯了！”武士把韓信兩手反綁在後。高帝於是在陳縣會見了諸侯，全部平定了楚地。高帝回到洛陽，赦免了韓信，降封他為淮陰侯，又與有功之臣剖符確定封賞。