楚汉战争之始，项羽即在战略上陷于两线作战的不利处境。他认定齐地的田荣为心腹之患，而张良也致书项羽说：汉王失职，欲得关中，如约即止，不敢东。

又以齐、梁的反书移交项羽说：齐欲与赵并灭楚。以致项羽无意西向，专注东方，在战略上作出了错误的判断。

后来，项羽虽然击杀田荣，复立田假为齐王，但由于他在齐地烧夷城廓室屋，虏掠老弱妇女，激起齐民的反抗，使田荣弟田横得以收散卒数万人，据城阳；并于汉二年夏四月立荣子田广为齐王，号令齐民抗击楚军。

楚军主力困于齐地，无法脱身。

刘邦乘隙降魏王豹，虏殷王。是年冬十月，项羽密使九江王英布等击杀义帝。

刘邦在进驻洛阳后，为义帝发丧，并遣使告诸侯，指责项羽放杀义帝，号召诸侯王击‘楚之杀义帝者’。之后，率诸侯兵凡五十六万人进据楚都彭城。

项羽得知彭城失陷的消息后，立即部署诸将击齐，亲自率精兵三万人回师彭城。

由于刘邦为轻易取得的大捷所陶醉，进入彭城后，收其宝货、美人，逐日置酒高会，因此，在楚军突然袭击下，汉军五十六万乌合之众一败涂地，士卒死伤过半，刘邦仅得与数十骑突围。

彭城之战后，楚汉之间的形势发生了重大变化。

刘邦败退荥阳，诸侯皆背汉向楚。由于萧何及时调发关中老弱未成年者补充兵力和韩信的增援，汉军才得以重整旗鼓。

项羽虽将战略重点移至西线，但他始终未能摆脱两线作战的困境，无法越过荥阳、成皋一线西进。

从此，楚汉便进入了双方相持的阶段。但是，从刘邦方面说，这种相持是积极的。

相持阶段一开始，刘邦就组建了骑兵部队，有效地阻挡了楚军的进攻；与此同时，汉军重新调整了战略部署，一方面坚守荥阳、成皋一线，一方面积极在楚军的后方和侧翼开辟新战场。

这一部署打击了项羽在战略上的致命弱点，很快收到了成效。

汉二年八月至次年十月，韩信接连平定魏、代、赵、燕，矛头直指齐地，逐渐形成包围西楚的态势。

当时项羽主力虽然在汉三年夏四月、六月再度攻克荥阳、成皋，但由于刘邦采取了‘高垒深堑勿与战’的战术，不仅保存了汉军的实力，而且牵制了楚军的主力。使项羽更进一步陷入两线作战，首尾不能相顾的困境。

特别是项羽不能用人，不但韩信、陈平等人弃楚投汉，连他的重要谋士范增也得不到信用，这更使他在政治上、军事上连连失策，使刘邦得以调兵遣将完成对项羽的战略包围。

汉三年五月，刘邦命彭越率兵渡过睢水，袭杀楚将薛公，直接威胁彭城。

八月，刘贾、卢绾将卒两万渡河，进入楚地。

彭越在汉军的协助下攻徇梁地，连克睢阳、外黄等十七城，完全截断了荥阳、成皋一线楚军主力的后勤补给线。于是，项羽不得不于九月命大司马曹咎固守成皋，亲自回师救援，夺回陈留、睢阳、外黄等十余城。

但是，汉四年十月，刘邦乘机诱使曹咎出击，大破楚军，收复成皋。

与此同时，韩信也袭破齐历下军，进据临淄，并于十一月在潍水消灭了楚将龙且率领援齐、号称二十万的楚军，尽定齐地。项羽在正面和侧翼战场上接连遭到重大失败，有生力量丧失殆尽，腹背受敌，进退失据，陷于汉军的战略包围之中。

成皋之战后，楚汉战争进入了最后阶段。项羽日益孤立，粮秣得不到补充，韩信又继续进兵西楚。

汉四年八月，项羽向刘邦提出议和，楚汉约定以鸿沟为界中分天下，鸿沟以西为汉，以东为楚，世人称之为‘楚河汉界’。

九月，项羽率兵东归，而刘邦则采纳张良、陈平的计策，乘机追击楚军于固陵；并且调令韩信、彭越等人率兵围歼项羽，命刘贾渡淮包围寿春，诱使楚大司马周殷畔楚。

次年十二月，项羽被围困于垓下，汉军四面唱起楚歌，楚军士无斗志。