汉王刘邦采纳大将军韩信暗渡陈仓的策略，夺取了关中地区。汉军和楚军在荥阳一带，形成对峙之势。
公元前202年岁末，汉王刘邦和韩信、英布、彭越等会师追击项羽，韩信布置十面埋伏，把项羽围困在垓（ɡāi）下（今安徽灵壁县东南）。
项羽虽身处险境，并不服输，连夜率部杀出汉军层层包围，一直向东跑到了乌江（在今安徽和县东北）。恰巧乌江的亭长有一条小船停在岸边。
亭长劝项羽马上渡江。项羽苦笑了一下说：“我在会稽郡起兵后，带了八千子弟渡江。到今天他们没有一个能回去，只有我一个人回到江东。即使江东父老同情我，立我为王，我还有什么脸再见他们呢。”
项羽把乌骓马送给了亭长，一人杀死了汉军几百人后，突然看见汉军中的司马将军吕马童。他喊道：“这不是我的老乡吕马童吗？”吕马童不敢正视项羽，只用手指着项羽对汉将王翳说：“这位就是霸王。”项羽见状仰天长笑，说：“我知道汉王用千金和万户侯的封赏来购我的头，今天我就送个人情给我的故人吧！”说完将宝剑往颈中一挥，一代雄主就此消亡。项羽死时年仅31岁。
楚霸王项羽一死，刘邦得了天下，正式称帝，建立汉朝，史称汉高祖。
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项羽在垓下被困时，一天夜里正在军营喝闷酒，突然听见军营四周都是楚歌声，心下大惊。不由得越发担忧，他最宠爱的妃子虞姬，为了激发他的斗志，毅然拔出配剑自刎，项羽决定，当夜突围。这就是成语“四面楚歌”、“霸王别姬”的由来。
刘邦称帝十二年，怕异姓王造反，杀马宣誓。可是他万万没有料到，后来造反篡权的竟是他的妻子吕后和吕氏子弟。