這時，漢軍兵多糧足，楚軍兵疲糧絕。項羽幾次回擊彭越都沒有成功，韓信的軍隊又從後方進擊楚軍。項羽非常恐慌，於是與劉邦約定，平分天下，楚願割鴻溝以西地區為漢，鴻溝以東為楚。項羽並把留質在楚軍中的劉邦父母、妻子送還給劉邦，自已就解成皋之圍，回師東撤。
劉邦也打算西回關中。張良、陳平勸劉邦說：“現在漢已有天下大半，諸侯也都歸附我們，而楚兵疲憊，糧食斷絕，這正是亡楚的最好時機。不如乘此機會，一舉殲滅。今天如果錯過機會不打，這就是所謂養虎自留禍害了。”劉邦采納了他們的建議。
公元前二○二年，劉邦追擊項羽，追擊到陽夏以南，才停止東進，派人與韓信，彭越約定日期會師擊楚。……韓信從齊國出兵，劉賈也從壽春與韓信並行南下攻破城父，進至垓下。楚國的大司馬周殷也叛楚，利用舒地滅亡六地，出動九江郡的部隊跟隨劉賈，彭越會師於垓下。四路軍隊會師圍攻項羽。
項羽退駐垓下，兵少糧盡，劉邦的軍隊和諸侯的軍隊把他包圍了好幾重。這天夜裏，項羽聽到四麵的漢軍都唱著楚國的歌，大吃一驚，說：“難道漢軍已經把楚國的地方都拿下來了嗎？為什麼他們中間會有這樣多的楚人呢？”項羽半夜裏起來，在營帳中使酒解悶。
項羽有一位妃子，叫虞姬，很受寵愛，時常跟隨在他身邊；項羽還有一匹青白色的好馬，是他經常騎看去作戰的。項羽慷慨悲涼地作詩唱道：“力大能夠拔山啊，壯氣蓋過了全世；不料時勢不利啊，連烏騅馬也不濟！烏騅馬不濟了啊，那可叫我怎麼辦？虞姬啊，虞姬！我怎麼能對得起你！”項羽接連唱了幾遍，虞姬也應和著一同唱。項羽的眼淚一行行地流下來，左右的人也都流淚，不能抬頭相看。
接著項羽上馬出營，帶領了部下八百餘人當夜突圍南逃。到了天明，漢軍才發覺項羽已經突圍，忙派騎將灌嬰帶了五千騎兵緊緊追趕。項羽渡過淮河，能跟隨他的隻有一百餘人了。項羽到了陰陵地方，迷失了道路，便問一個老年農民。老農欺騙他說：向左。”項羽向左走，因此陷進一片沼澤地區，漢軍追上了他們。項羽又引兵向東突圍，到了東城地方，隻剩了二十八騎，而漢騎追趕的竟有數千人。項羽自料不能脫逃，對跟隨他的人說“我從起兵劉現在已經有八年，親身經過七十多次戰鬥，真是戰無不勝，攻無不克，從未打過敗仗，因此做了天下的霸王。不料今天倒被圍困在這裏，這是天要我滅亡，並不是我在戰略戰術上犯了錯誤啊！”
項羽逃至烏江邊，自知兵敗，不能再與劉邦抗爭，於是拔劍自殺。項羽一死，楚國所有的地方都投降歸漢了。
韓信破魏之戰
韓信破魏，是劉邦軍進行的一次偷渡江河作戰。
劉邦彭城大敗後，諸侯紛紛背漢向楚，形勢為之大變。劉邦轉而采取了堅守滎陽、持久防禦、待機破敵的戰略方針，這一正確指導，對扭轉戰局起了重大作用。
魏，據山西南部，西進可以威脅關中，南下可以斷漢軍糧道，造成與楚軍夾擊滎陽之勢。劉邦為了堅守滎陽，實現持久戰略，遂派韓信領兵攻魏。韓信偵知魏軍部署後，決定采用聲東擊西，避實擊虛的作戰方針，即集結船隻佯作由臨晉渡河，卻暗中調動部隊，出敵不意地從上遊夏陽渡河，奔襲魏軍後方安邑。魏王豹倉惶回軍迎戰，兵敗被俘。此役，在我國古代曆史上創造了虛張聲勢、出奇製勝的典範。
【原文】 八月，漢王①舉兵東出陳倉②，定三秦。漢二年，出關③，收魏、河南，韓、殷王皆降。合齊、趙共擊楚。四月，至彭城④，漢兵敗散而還。信複收兵與漢王會滎陽，複擊破楚京⑤、索⑥之間，以故楚兵卒不能西。
漢之敗卻彭城，塞王欣、翟王翳亡漢降楚，齊、趙亦反漢與楚和。六月，魏王豹謁歸視親疾，至國，即絕河關⑦反漢，與楚約和。漢王使酈生說豹，不下。其八月，以信為左丞相，擊魏。魏王盛兵蒲阪⑧，塞臨晉，信乃益為疑兵，陳船欲度臨晉，而伏兵從夏陽⑨以木罌缻⑩渡軍，襲安邑11。魏王豹驚，引兵迎信，信遂虜豹，定魏為河東郡。
(《史記》卷九十二)
① 漢王，即劉邦。
② 陳倉，今陝西省寶雞東。
③ 關，即函穀關，在今河南省靈寶縣東北。
④ 彭城，今江蘇省徐州市。
⑤ 京，即京邑，在今河南省滎陽縣東南。
⑥ 索，即索亭，在今河南省滎陽縣境內。
⑦ 河關，即蒲津關，在今山西省忻縣。
⑧ 蒲阪，今山西省永濟縣西蒲州鎮。
⑨ 夏陽，在今陝西省韓城縣南。
⑩ 罌缻(yīng fóu嬰否)，古代容器，小口大腹。
11 安邑，在今山西省夏縣北。
【譯文】 公元前二○六年八月，漢王劉邦舉兵進攻陳倉，平定了以雍王章邯、塞王司馬欣、翟王董翳為首的關中勢力。第二年出兵函穀關，渡過黃河，迫降了河南王申陽、韓王鄭昌、殷王司馬卬和魏王豹，短時間內占領了河南，魏廣大地區。後又聯合齊國和
趙國向東發展；進攻楚國。四月，漢軍攻下彭城後，遭項羽的突然反擊，漢軍大敗而回。大將軍韓信收殘兵與劉邦會合於滎陽，休整補充軍隊，又擊敗楚軍於京邑和索亭之間，使楚軍終於不能西進。