过了几天，项羽率领诸侯进了咸阳。刘邦小心翼翼地带领项羽到处查看，第一件事，就是对投降的秦王子婴怎么处置。按理说子婴才做了46天皇帝，是没有多大罪过的。但项羽和六国诸侯们均认为子婴代表秦王朝的历代暴君，便把子婴杀掉了。面对秦王朝“五步一楼、十步一阁”绵延300里的阿房宫，项王胸中也燃烧着怒火，一声令下，烧掉了，火三个月不灭。

项羽踏平咸阳，认为天下大事定了，于是尊楚怀王为义帝，分封20个侯王。封刘邦为汉王，领有汉中、四川一带。自称西楚霸王，占有黄河流域及长江下游，建都彭城(徐州)。实际上，他在指挥所有诸侯。

对于项羽的分封，不仅刘邦不满意，就是其他诸侯王，有的也嫌封地小。那些没有封王的，更是怀恨在心。因此，刚分封不久，齐国旧贵族田荣便反对项羽自称齐王。项羽领兵前去镇压田荣，刘邦便乘机重新占领了关中。公元前205年4月，刘邦联络诸侯军56万，迅速东进，占领了楚都彭城。项羽得知刘邦带兵来争天下，令手下将领继续在齐地战斗，自己带精兵3万来救彭城。此时彭城已被汉军攻下。项羽到了彭城西面的萧县，遇上汉军。第二天拂晓，他便攻打汉军。他自己骑着乌骓马，带头冲向汉军。汉军大败，项羽从彭城追杀到睢水。此时汉军死伤10万以上，已溃不成军，刘邦自己在十多个骑兵保护下才得逃脱。而他的父亲、妻子却都当了楚军的俘虏。

刘邦逃到河南荥阳，收集各路残兵败将，又从关中调来一批士兵，重整旗鼓。

侯反叛西楚霸王。特别是大谋士范增被离间后，离开了项羽，使霸王失去一个极重要的膀臂。汉王拿少数兵力在荥阳、成皋一带牵制项羽的大军，叫彭越在楚军后面截断补给线，让韩信去夺取北部和东部的许多地方，韩信的军事实力逐渐发展起来。

公元前202年，汉王退到广武(河南省)，楚军马上追到了。汉王派遣陆贾等人去游说霸王，要求霸王放回他的父亲和妻子，并提议与霸王平分天下，以鸿沟(一道溪涧)为界。鸿沟以西归汉，鸿沟以东归楚。霸王竟同意了。大将钟离昧、季布等坚决反对，认为这是圈套，劝霸王千万别上当。霸王不听，于是两下交换了议和的文书。霸王就叫人把刘邦的父亲和妻子吕氏放回去，他也带队伍回到彭城。

汉王跟霸王讲和，原来是个缓兵之计，仅仅相隔两个月，汉王就撕毁了鸿沟的协议，调兵遣将准备进攻楚军。汉王先到了固陵，一面派人去催大将韩信、彭越、英布进兵，一面向霸王下战书，霸王气得直瞪眼睛，大骂刘邦反复无常，当时就带着大将钟离昧、季布、樊楚、虞子期等率兵三十万，猛烈地向固陵打过去。汉王大败，扔下固陵逃到成皋。楚军追到成皋，把汉军围在那儿。