等到韓信率領兵強馬壯的齊軍，趕到楚漢兩軍對壘的固陵前線的時候，項羽率領的十萬楚軍，實際上已經是無後方依托作戰的孤軍了。接踵而至的消息，對項羽而言都是雪上加霜的：英布誘降了楚國大司馬周殷，在楚地攻占要隘、屠戮守城的楚軍，然後與活動於江淮之間的劉賈、彭越合兵，到達了漢王軍前。漢軍及其盟友雲集，共同對付項羽。
陷入困境的項羽自知無力取勝，隻好向東南方向撤退。
苦盡甘來的劉邦適時地將全軍的指揮權，交給了齊王韓信。
意氣風發的韓信立即調兵遣將，指揮漢軍陣營大約五十萬將士，對項羽的十萬撤退之師，展開尾追。兩大陣營的金戈鐵馬在垓下（今安徽靈璧縣南）聚集，驚天地、泣鬼神的垓下之戰，在這裏爆發了！韓信承擔了指揮全軍殲滅項羽的重任。
漢軍將士都知道，這是消滅項羽最好的機會，不容放過。但是，猶作困獸之鬥的楚軍，依然有著令人敬畏的作戰能力。正是這支返歸後方的軍隊，在兩個月之前，還在固陵之戰中把毀約尾追的劉邦嫡係軍隊打得落花流水。韓信深知，想要製服神勇無敵的項羽，正麵與之敵對者必定要付出慘重的代價。韓信作為此次戰役的最高統帥，再次展示了他的大局意識和克敵製勝的指揮天才。他毅然地把自己率領的齊軍，擺放到與項羽正麵衝突的位置。因為他了解漢軍陣營各支軍隊的實際作戰能力：漢王劉邦的嫡係部隊，在與項羽作戰時，多次失利，難免有畏敵如虎的心結；彭越、英布、劉賈的軍隊，擅長於遊擊作戰，而且他們的部下，有相當一部分是剛剛招降、整編的楚地子弟，讓他們與項羽的主力當麵惡戰，萬一戰敗或出現意外變故，都會使漢軍陣營陷入被動。隻有韓信親自率領的三十萬精兵，可以承擔與項羽正麵交鋒的重任。這支軍隊，在韓信的指揮之下連戰連勝，士氣高昂，韓信對它的指揮得心應手；從其組成來看，既有原來隨漢王劉邦征戰的骨幹力量（尤以灌嬰所率的騎兵戰鬥力最強），又有韓信從原趙、燕、齊三國軍隊中改編的精兵強將。從各個方麵考察，這支軍隊的作戰力，在漢軍陣營中是首屈一指的。
韓信把攻堅戰的任務，留給了他本人直接指揮的軍隊，不僅說明了他有不畏強敵的勇氣，而且也表明了他對漢王的真誠擁戴——甘願為漢王拚死奮戰，力克大敵。
在攻堅方向上，第一梯隊是韓信所部，第二梯隊韓信安排了漢王帶領所部坐鎮，可以隨時策應第一線上韓信的軍隊。韓信的忠心，由此得到進一步的證明。韓信給劉邦安排的位置，實在是最佳位置。在名義上，劉邦處於主攻方向上，但是隻要韓信的軍隊能夠抵禦住項羽的攻勢，劉邦實際上是不必參加惡戰的。劉邦所率的第二梯隊，無異於是後備軍或督戰隊。為了保證劉邦及其首腦部的安全，韓信還特意命令勇將周勃、柴武，率領一支精兵為其後衛。
韓信對項羽的驍勇善戰，同樣心存敬畏。他在主攻方向的安排，是以“正奇並用”的方式，力求達到克敵製勝的目的。韓信將三十萬的嫡係軍隊，分成正麵與左右兩翼。正麵以灌嬰的精騎為先鋒，韓信親統大軍為其作戰主力。左右兩翼的軍隊，則由韓信一手提拔起來的將領孔〖〗（後封蓼侯）、陳賀（後封費侯）統領。
對於項羽列為左右兩翼的鍾離〖〗、季布的軍營，韓信也分派諸將加以圍攻，務求割斷楚軍兩位勇將與項羽的聯係，使他們無法協同作戰。
慘烈的垓下之戰開始了。項羽苦戰灌嬰的騎兵之後，遭遇韓信的主力。又是一輪的血肉橫飛。韓信按照預定作戰方案，佯敗而退。項羽乘勢追擊，不料，韓信埋伏下的左右兩翼精兵突然殺出！韓信、灌嬰返兵再戰，在戰場的縱深處，形成了對項羽追兵的三麵包圍之勢。對項羽而言，戰場形勢的突然逆轉，是完全出乎意料的。項羽和他的軍隊，本來就是以少敵多屬於被動性作戰，他們是憑著一腔激憤，支持著他們拚死作戰的，此前經過連番苦戰，似乎獲勝而追擊敗逃之敵的喜悅，轉瞬之間已經被誤入敵軍圈套的殘酷現實所擊破，代之而來的一種無可言狀的恐懼——韓信用兵，神鬼難測！楚軍人心大亂，項羽隻好吞下戰敗的苦果，退守大營。
項羽不可戰勝的神話，被韓信所打破。在韓信指揮之下，漢軍對項羽的圍困和進攻，還在進行之中。
此後，發生了四麵楚歌、霸王別姬、項羽自刎等一係列悲慘壯烈的曆史場景……
項羽無論如何神勇，在韓信的多麵埋伏、反複截殺麵前，回天無力，隻好慷慨赴死。項羽由此成為悲劇英雄，而韓信的將略兵機也得以盡情展示，漢家開國元戎的地位，因此而更加彰顯。