荥阳、成皋失守后，刘邦迅速回到关中征新军再战。为了分散和疲惫楚军，也为了引开项羽本人，同时为了摆脱固守城池，被动挨打的局面，刘邦采纳谋士辕生建议。于汉三年（公元前204年）五月完成新军征集，率军出武关，兵至宛(今河南南阳市)、叶(今河南叶县西)。当其率军来此时，由于被楚将项声、龙且追击而走投无路的英布也到达此地，算是彻底的倒向了刘邦。项羽急于寻汉军主力作战，随即率军自荥阳、成皋南下宛、叶。汉军再次坚壁不战。此时，彭越攻占楚后方重镇下邳(今江苏睢宁北古邳镇)，直接威胁楚军后路及粮道，迫使项羽回师解救。刘邦汉军趁机北上，收复成皋，随后收复荥阳。六月，项羽击退彭越，迅速回军西返，对汉军发动第二次攻势，不到一个月便再次夺占荥阳、成皋。刘邦再次从成皋北门与夏侯婴二人单车逃出。
次日晨，刘邦这自称汉王使者单车两人驰入韩信、张耳军营，收取了军权，将韩信自灭赵后所得到的所有军队、约三十万几乎尽数收去。而命韩信另行召募军队击齐。随移军至巩县(今河南巩县西南)和小修武(今河南获嘉东)，再次以深沟高垒阻击楚军进攻。为了减轻正面压力，刘邦派刘贾、卢绾二将率兵2万、骑兵数百，从白马津渡过黄河，增援彭越，在楚后方攻城略地，断楚粮道，八月，彭越军击破楚后方军于南燕国(今河南延津)西部，并迅速攻占睢阳、外黄等17座城池，切断楚军粮道。九月，项羽被迫再次回军解救。项羽命大司马曹咎固守成皋，嘱咐他“若汉军来挑战，慎勿与战。”同时告诉他只需坚持十五日便回回军增援。汉军果然来挑战，曹咎军先不出战，于是汉军百般辱骂，一直骂了五六日，曹咎怒不可遏，遂渡汜水应战。当半渡时，汉军拦腰杀出，大败楚军，曹咎自杀，汉军重新占领成皋，屯军广武，控制敖仓 ，取得军粮。
就在彭越再次攻击楚军后线之时，同在八月，汉大将军韩信以数万人马兵发动了灭齐之战。
此时，项羽迅速收复被彭越军占领的17座城池，但未能消灭这支游击军。收复十七城时，还发生了一个故事：项羽攻下外黄后命城中全部十五岁男子于城东集合，本欲全部坑杀。经一个年仅十三岁的幼童此后，项羽返然醒悟，随即释放全部男子。余下十余城应此望风而降。此后，项羽至死再无大规模屠杀百姓的记录，也算是迷途知返吧。此战后，彭越、刘贾等军仍活动在梁、楚之间，始终威胁楚后方。
项羽得知成皋又失，遂再次引军西进，两军此后一直对郅于广武。就军力而言，楚军战力更强，汉军不可比；但就整个形势而言，恰恰相反。汉军兵源粮秣自关中顺黄河而下源源接济；楚军的后勤补给线却为彭越所迁制。
项羽希望速战速决，刘邦则是固垒自守。在广武相持战中，无可乃何的项羽竟然在军前搭起了游锅，以烹煮刘邦老父相威胁，逼其就范。而刘邦则以一副流氓嘴脸上演了一出“汉王请羹”的闹剧，气的项羽一声大喝：“烹之！”后经项伯劝说而未杀刘邦的父亲：“天下事未可知，且为天下者不顾家，虽杀之无益，祇益祸耳。”（《史记。项羽本纪》）
又一次，项羽见两军战士连年苦战，久持不下，于军前对刘邦说道：“天下匈匈数岁者，徒以吾两人耳，原与汉王挑战，决雌雄，毋徒苦天下之民父子为也。”刘邦回答：“吾宁斗智，不能斗力。”项羽又命手下勇士挑战，汉军派一名楼烦族的神箭手迎战，连射杀楚军三名勇士。项羽盛怒之下，亲自出战。“项王大怒，乃自被甲持戟挑战。楼烦欲射之，项王瞋目叱之，楼烦目不敢视，手不敢发，遂走还入壁，不敢复出。”
刘邦见此，历数项羽杀义帝，屠平民等十大罪状。项羽愤怒之下，用一把强弓，用一枚箭头长的象矛头一样粗大的铁箭一下射中了刘邦的胸部，箭头直接卡进了肋骨。刘邦慌称只射中了他的脚丫子，以此再挫项羽锐气。刘邦带伤强起劳军，以稳定人心，随后回成皋修养。
就在刘项二人率军与广武相持期间，韩信已经击破齐国，且击败楚国援军，占领了齐国全境。此前，彭越攻楚时，也就是汉三年八月，韩信也领兵开始了对齐国的进攻，兵进历下。历下为临淄西距济水一大门户，齐王田广及齐相田横在此步下严密防线，20万大军驻守历城(今济南)防御汉军，迎战韩信。韩信面对20万大军严守之城一时难以攻下，成交着状态。另一面。刘邦恐韩信得齐则有威胁自身的可能，遂派说客郦食其前往齐国说齐归汉。齐王于是撤消了历下部防，以示诚意，并留郦食其饮宴。而韩信则采纳谋士蒯通鉴意，以未接到停战命令为由趁历下守军撤防之时发起突然袭击，攻破历下。齐王以为中计，愤然杀掉郦食其。汉高祖四年（公元前203年初）十一月，韩信攻破齐国临淄西门户历下后又用重兵急攻，瞬势攻破了齐都临淄。齐王田广出逃，不得已向项羽求援。项羽此时无暇东顾，只得派战将龙且领兵急援齐国，与败退的齐军会师于高密，然后与汉军隔淮水对峙。
此时齐、楚联军中，齐军数量较少，楚军号称二十万，实数估计约在十万以上。韩信数量不明，但应不如楚军。韩信见敌军势重，遂秘密派人用一万多个沙袋，趁夜色在上游筑起堤坝，将淮水堵住，使之半流。天明后派部分军队渡过淮水，在侧后攻击楚军。龙且见汉军来攻，迅速反击。汉军继而佯装溃败，渡淮水后撤。龙且误以为汉军胆怯，率主力渡淮水追击。韩信命部属掘开上游堤坝，将楚军冲成两段，楚军阵脚大乱，汉军随之发动反攻。韩信运用半渡而击的办法，把已渡水的楚军冲断，进而全歼，龙且被杀。未渡水的齐楚联军见主帅以死，且阵角大乱，不战自溃。韩信趁势挥军追歼逃敌，俘虏齐王田广，全部平定了齐地，直接从东、北两个方向威胁楚都彭城。
韩信攻占齐地后，项羽非常震惊，连忙派人去游说韩信，以三分天下为条件，希望韩信反汉联楚，至少也是保持中立。被韩信所拒绝。韩信的谋士蒯通也劝说韩信自立为王，韩信却回答他：“汉王待我厚恩，把自己的车给我乘，把自己的衣给我穿，把自己的饭给我吃。古人说过：乘人家的车，要替人分担忧患；穿人家的衣，也应替人分担忧患；吃人家的饭，就应该为人家卖命。我怎么能见利忘义呢？”于是，谢绝了蒯通的建议。可是，韩信虽无三分天下争王图帝的野心，但其终究是个功利主义者，拥有裂土封王的野心。所以韩信已遣使修书请求刘邦立他为假齐王。当时，刘邦正被项羽困在荥阳，自顾不暇，看罢来书后勃然大怒，本不想应允。后来，听取了张良和陈平的意见后，又说：“大丈夫平定了诸侯就是真王，当假王干什么！”于是，立韩信为真齐王，并征调他的部队攻楚。
但是，韩信虽被封为真齐王，却并未派军援助刘邦。而此时，彭越、以及重占淮北的英布等人也纷纷暗兵不动，对刘邦的调令不予回应。使刘邦的处境十分被动。
而项羽方面，西楚国外围自东、北、南，各个方向的外线盟友和屏障都已经不存在，10万楚军主力又远征在中原腹地，情况十分危急。是时，楚军北有韩信据齐地威胁都城；腹地有彭越游动作战，又须分兵南据九江，以致兵力分散，腹背受敌，粮草匮乏，欲战不能。刘邦则据荥阳、成皋之战坚守不战。
就这样，广武相持数月，楚军始终强守粮道，汉军坚守壁垒，双方都耐和不了对方。
四年八月，楚军粮尽，被迫与刘邦订立和约，划鸿沟为界，东归楚、西属汉。楚汉两军在荥阳、成皋一线相持两年零五个月后，休兵罢战。项羽归还刘邦的父母妻子。刘邦、项羽二人都因为同一帮人而处于被动局面，不得已进行了历史上著名的“鸿沟和议”。
就这样，九月，项羽率军自荥阳一线向东南方向绕道固陵一带撤军东归。
但事情依然没有结束，楚汉战争中最后的决战、也是楚汉双雄历史上第一次及最后一次决斗——垓下决战即将爆发！
…………
后勤断绝、无粮而守，无异于坐以待毙，等死！
后退则江北四郡皆已经被占，无路可退；退回江南则路途遥远，且道路被刘、英军所阻，必陷于汉军前后夹击之中，一样是死路一条！
当时的项羽的心中只有一个想法：以一次强力冲风打掉韩信及刘邦的五阵大军的中心指挥系统，以此击溃敌军，扭转战局！
而韩信的心中也应该十分清楚，楚军初了靠一次斩首冲击之外根本是别无他法。所以，韩信故意将自己的指挥部设在三十万大军所组成的数道铁墙的最后方，后面紧挨着刘邦本部十几万大军，最后面是周勃军；同时左右方各有孔熙、陈贺两个大阵配合。
韩信的这种排阵方法道理很简单，项羽若想发动进攻突破了三十万大军的战阵本就很不容易，他躲在最后就能使自己的指汇部尽可能必免被打掉；而如果项羽突破了三十万大军的战阵、则其可以迅速回退至刘邦十万主力的保护之中，继续保持指挥系统的存在；如果连这也被突破，那就由周勃的后军负责掩护刘邦和韩信二人逃离战场；而最重要的是其左右两翼的两个大阵，项羽一旦发动中央突破战术、向联军指挥部发起进攻，则左右军可以趁机向楚军后方迂回、改进楚军侧后，以迁制楚军的中央突破。这场战斗楚军能否胜利，只能取绝于项羽的一次性冲风能否在汉军左右军完成迂回以前得手。如果汉军左右军完成迂回前汉军的指挥系统还存在，那么楚军就将失败。这一点，双方主帅都非常清楚明白。
老实说，我觉得无论此战的结果如何，这一仗的艺术美感都不高，双方都谈不上什么出色的战术运用。
就这样，战斗打响了：
首先，韩信率五阵大军先行向楚军发动挑腥性进攻。项羽立刻率十万楚军发动中央突破作战，矛头直制韩信本人。项羽亲自率军出击，冲风在前，楚军以骑兵在前、步兵在后随其冲风。汉军接战，前阵立刻蹦溃。韩信立刻命令大军后撤，以三十万大军为屏障掩护指挥部和刘邦的十万人马向后退去。汉军且战且退，楚军则是继续孤注一掷的疯狂突击，项羽本人更加是一马当先，冲风速度之快甚至将十万楚军将士统统甩在了后面，连楚军骑兵都没有一人能赶上。一路上，汉军如乌云一般层层叠叠，一眼望去，满上遍野。项羽率十万将士猛打猛攻，连破汉军数道防线，三十万大军溃散一半多，一路之上无人可挡，直杀向韩信本人。
而另一方面，当韩信以前阵为屏障掩护刘邦军回撤退避的同时，孔熙、陈贺所率的左右两军也自楚军左右两侧进行着迂回机动，其意思便是为了遏指楚军进攻侧翼、迁制楚军进攻。
经过半日撕杀，楚军破军无数，韩信的前军几乎被打成了废渣，但项羽依然没能突入汉军指挥部，韩信始终不断的向后退却，始终没有出现在项羽面前。而项羽过于猛烈的冲风，却明显拉开了军队前后的距离。当时的楚军，项羽本人脱离全军冲风在前、冲开敌军一道道兵列线；后面是速度较快的骑兵急赶项羽、并将被项羽本人打开缺口的汉军散兵一一冲散踏过；而最后面的是速度最慢的步兵部队，他们与未被骑兵踩死的汉兵一边撕杀一边继续追赶骑兵。楚军队队形越来越散、越拉越长，已经失去的紧密的队形。
战至下午，汉军中军一退再退，左右两军迂回急进，终于完成了前后夹击之势。汉军左右军随之投入了对楚军后方则翼的进攻，以紧密的阵形两面压来，迅速合围了落在后面的楚军步兵。楚军将士殊死抵抗，两军官兵绞斗在一起，立刻显入交着状态，将楚军步兵、骑兵一分两半，楚军攻势随之被迁制。项羽不得已，只好率残存骑兵回师而去、救援步兵。
当得知左右军完成迂回并发动了对楚军后方步兵的进攻之时，韩信随即组织反击，并将刘邦主力以及所剩的全部中军投入反冲击。
几十万汉军向项羽和楚军前锋骑兵反扑而来。数十万汉军向楚军发起了前后夹击。项羽见势不妙，立刻率全军向反方向突围，冲开汉左右军的包围，退回营中。此战，楚军阵亡两万，汉军亦伤亡数万计。
随后，韩信率领全军、并收拢此前被楚军冲散的部队全数压上，并彻底包围了楚军大营。“项王军壁垓下，兵少食尽，汉军及诸侯兵围之数重。夜闻汉军四面皆楚歌，项王乃大惊曰：“汉皆已得楚乎？是何楚人之多也！”项王则夜起，饮帐中。有美人名虞，常幸从；骏马名骓，常骑之。于是项王乃悲歌慷慨，自为诗曰：“力拔山兮气盖世，时不利兮骓不逝。骓不逝兮可奈何，虞兮虞兮奈若何！”歌数阕，美人和之。项王泣数行下，左右皆泣，莫能仰视。”(《史记。项羽本纪》)
在四面楚歌声中，项羽挥泪告别自刎的虞姬，并抛弃所剩八万子弟兵，独领800亲卫骑从趁夜突围。天明之后，汉军突然发现项羽竟然已经突围而去，于是命骑兵将军灌婴率5000骑兵追击而去。
项羽突出重围后直奔乌江，一路上疯狂急进，骑从大多掉队，由于途中迷路，项羽所剩28骑终于在东山被汉军骑兵赶上，并被包围。
面对山下四面的数千汉军骑兵，项羽回头对身边28骑说道：“吾起兵至今八岁矣，身七十余战，所当者破，所击者服，未尝败北，遂霸有天下。然今卒困于此，此天之亡我，非战之罪也。今日固决死，愿为诸君快战，必三胜之，为诸君溃围，斩将，刈旗，令诸君知天亡我，非战之罪也。”
于是，项羽将所剩28骑一分为四，自东山之上四面而下，“于是项王大呼驰下，汉军皆披靡，遂斩汉一将。”汉军骑将赤泉侯本欲追赶，项羽上目嗔之，大喝一声，吓的赤泉侯与其下汉军骑兵狂逃数里。
汉军不知道项羽在哪一股楚骑中，于是分军为三，又围了上来。项羽猛然杀出，又斩杀汉军一名都尉，再杀百名汉兵。汉军溃逃。项羽28骑仅失两人，遂“溃围、斩将、刈旗”继续奔向乌江而去。
当项羽率26骑来到乌江边时，乌江亭长架船前来，打算接项羽过将东渡，他对项羽说到：“江东虽小，地方千里，众数十万人，亦足王也。愿大王急渡。今独臣有船，汉军至，无以渡。”
但是，此前一直欲求生东渡的项羽在终于突出重围且有船可渡的时候，却拒绝了乌江亭长的好意：“天之亡我，我何渡为！且籍与江东子弟八千人渡江而西，今无一人还，纵江东父兄怜而王我，我何面目见之？纵彼不言，籍独不愧于心乎？”于是，将随其征战五载的乌骓马赠于乌江亭长，请其带走，自己则于26士迎战尾随追兵。
项羽命26士下马，以短兵步战追击汉骑。26士全部战死，项羽又斩百余汉兵，身守十余创。当项羽看见汉军中他曾经的部下汉骑司马吕马童的时候，项羽说到：“若非吾故人乎？”项羽又说：“吾闻汉购我头千金，邑万户，吾为若德。”于是，引剑自刎。汉军士兵争抢项羽首级，相互残杀，死了几十人。最后，郎中骑杨喜、骑司马吕马童、郎中吕胜、杨武，各得其一体。一代豪杰就此走完了他短暂而又精彩的人生的最后一步。
项羽突围之后，韩信率军对群龙无首的八万楚军将士展开了全力围攻，八万江东子弟誓死抵抗，无一人投降，最终全部被杀。我江东子弟，只有战死的汉子，没有下跪的懦夫！〈史记.淮阴侯列传〉中写到：斩首八万！
而现在，我们必须探讨一下，为什么项羽先是弃军突围，而突围成功后又不愿过江，反到引劲自刎呢？
项羽突围的第一个因素便是“四面楚歌”，刘邦此计也许原本只是为了动摇楚军将士的军心士气。但是，当项羽听到四面楚歌之后的第一个反映是“汉皆已得楚乎？”汉军已经占领楚国了吗？事实上，西楚国九郡的江北四郡早已经被占，这一点在垓下之战前就已经发生。而当时项羽所说的“地楚乎”中的楚指的应该是江东五郡。项羽此时的判断是：江东五郡是否已经被占领？换句话说，项羽一认为江东已经受到侵略，二不认为此时的江东五郡已经全部被占领。
对于当时的项羽而言，他并不认为不这么断的时间内江东五郡全部被占，但他却认为江东已经受侵略。
就当时的情况而言，摆在项羽面前的问题是这样的：如果江东五郡也被全部占领，那么他就再也没有半点翻盘的希望了，所剩八万将士就算免于被消灭也将无处可去。所以，项羽必须做出一个决择：要么坐视江东尽失，死路一条；要么舍弃八万军队，自己以最快的速度赶回江东组织反抗，保住江东，再图复起。很显然，如果以八万大军声势浩大的集体行动的话，那是根本不可能突出重围的。项羽舍弃八万子弟，以此做为继续吸引汉军注意力的恍子，自率800骑从突围，其实是弃车保帅、弃八万大军而保最后的根据地——江东五郡的行为，实可谓“壮士断臂”！
但是，当他来到乌江边并从乌江亭长那里得知江东五郡并无受侵的事实，得知自己上了当，得知八万子弟因为自己上当而白白的牺牲了，此时的项羽是痛苦的。如果江东受侵，那么他的“弃军”行动便是正确的，他将以拯救者的身份回到江东。而现在他的八万子弟白死了，他将以罪人的身份、失败者的身份回到故乡，这是他所不愿的。
就如他所说的：“且籍与江东子弟八千人渡江而西，今无一人还，纵江东父兄怜而王我，我何面目见之？纵彼不言，籍独不愧于心乎？”
而一代豪杰、力拔山兮气盖世的西楚霸王项羽又何以遭此结果呢？他的失败到底是什么原因呢？而比起另一位一流军事家韩信，二人又孰优孰劣呢？
