随后，关中又不断把兵丁和粮草运来（这事都是萧何做的，他一直在关中），而项羽的身后则一片麻烦，一是韩信已经开始南下，从齐国南下攻击楚的本土（苏北地区），而彭越的游击大队还是在魏地（河南东部），来回搅动楚军，断绝楚军粮道。这两股力量，使得项羽兵疲粮乏。
看得出来，汉军总的战略是：以刘邦在荥阳、成皋一线长期抗住项羽主力的进攻，同时韩信开辟第二战场，占领了山西、河北、山东的整个北方和东北部（即魏、赵、齐），形成战略半包围，并继而南下攻击楚本土腹心彭城，而彭越直接在项羽身后骚扰。项羽虽然善战，但在总体战略上是不成熟的。英布从前也拖住过项羽的后腿，随后也一直在南方战场对抗楚军。所以，韩信、英布、彭越，是汉初三大功臣（但都没得好死）。
通常说刘邦是常败将军，这种说法是不准确的，刘邦在战略形式上，不断呈增长和压倒项羽的态势，刘邦不过是在荥阳、成皋一线长期被项羽困窘，但是，项羽也未能突破这条防线，刘邦本人能够跟项羽在这里长期抗衡而不后退，已是难能可贵。刘邦本人的战力，当可与韩信、英布、彭越相比较，略逊而已，但强过此外其他各山头的任何将领。也正是刘邦长期抗住和吸引住项羽本人的主力，才使得韩信、彭越可以从容取得北方和东方的成就。刘邦，亦是了不起的战将啊。
项羽因为不堪韩信的半包围态势，韩信对楚本土的威胁，以及彭越的粮道断绝，于是，在广武山前线，自己粮绝兵疲，而刘邦身后，不断有萧何从关中运来的粮草和兵丁，在这种情况下，项羽已经处于明显的劣势，他在广武山这里，已经没有前途，所以，他不得不考虑和刘邦讲和的事情。可以说，他这时比刘邦还想讲和。于是，双方说定，以鸿沟为界，中分天下。（准确地说，是中分中原，鸿沟是南北走向的运河，把中原左右分开，基本上鸿沟从北向南穿越广武山这里。而北方和南方，则以各自所实际占领的地区为现实不变。）
讲和成功以后，项羽带着兵向东南方撤去，欲回奔老窝彭城。刘邦也打算引兵西归，可是，张良、陈平劝他追击项羽。于是，刘邦率军追击项羽，直追到安徽北部的固陵，与韩信和彭越约好在这里合击项羽。但是，到了固陵，韩信和彭越却没有来，结果汉军被楚军项羽又一次大败。
韩信和彭越不来，是因为没说好有什么好处。于是，刘邦用张良之计，许诺此二人，若来战败楚军，则楚的本土分给此二人大片土地，纳入其王国。于是，二人方才引兵来到，同时，楚大司马周殷在九江国也叛楚，引兵来至此地。诸侯各军大会垓下。
汉五年，刘邦与诸侯大军共击楚军，与项羽决战垓下。韩信率领三十万居中央对当楚军，孔将军居左，费将军居右，刘邦在后，周勃、柴将军在刘邦后。而项羽之兵只有十万。（这种兵力的对比，其实也反应了地盘大小的对比。）韩信先和项羽主力交锋，作战不利，退却，楚军前进，因而过于突前，孔将军、费将军从两侧夹击楚军，楚军不利，韩信又反身前进合击楚军，楚军大败于垓下。这次战斗，刘邦等后备军根本没有参战，即战败了楚军。
这次把刘邦等大量汉军放在后面作为后备，是对的，否则，若都合在一起与楚军交战，反倒不易调度指挥，容易崩溃，犹如从前的彭城大战。
项羽不得不退回壁垒固守。这时候，四面响起楚歌，项羽以为汉军已经尽得楚本土之地，于是心理意志瓦解，于是连夜率八百人遁走。项羽一走，余下的楚军遂大败。刘邦派骑将灌婴追杀项羽，遂杀项羽于东城，前后斩首八万，于是接下来汉军东去，略定了彭城在内的楚地。只有鲁国（曲阜）替楚国坚守不降。汉王刘邦带领诸侯之兵（含韩信、张耳等王，故称诸侯）会集曲阜，给曲阜的老百姓展示了项羽的头颅，曲阜这才投降。于是，以鲁公的称号在谷城埋葬了项羽。大军向西开去，经过定陶的时候，刘邦突然驾车驰入齐王韩信的壁垒，夺了韩信的军队（这韩信也不记着，至少第二次了）。
是啊，项羽死后，最大的威胁就是韩信了，虽然韩信是刘邦的部将为王者。
正月，诸侯及将相于是共同请汉王刘邦尊为皇帝。刘邦三让，最后在氾水河畔登基为皇帝。刘邦也必须当皇帝，不然，自己的部将多是王，自己也是王，那部将的王们，心里也没有安全感啊。从前项羽分封的十几个王，如果不是齐赵汉三王立刻就反项羽了，他们大约也会推荐项羽为皇帝的吧。
随即，刘邦把齐王韩信改为楚王，都城在下邳。也就是说，韩信本来是王有齐国之地，刘邦兑现了他在垓下之战对韩信的承诺，战败楚军后，把楚国本土从陈城到大海（即江苏北部安徽北部）给韩信，虽然兑现了，但是，却把韩信原有的齐国给免掉了。韩信大约无可奈何。同时，刘邦也兑现了给彭越的承诺，把楚国本土的河南山东交接部给彭越，封之为梁王，定都定陶。此外，项羽从前封的九江王英布，照旧拥有九江国（安徽和江西大部），但是改名为淮南王。赵王张耳不变，但是张耳已死，儿子张敖为赵王，项羽封的燕王臧荼也不变，项羽封的衡山王吴芮改为长沙王，地盘不变。此外，封功臣韩王信为韩王（这个不是韩信）。
总得来讲，这就是汉初七大王，都是异姓王。这是一种股份制，刘邦只是个相对大的股东而已。
天下大定，刘邦继续向西，来到洛阳，定都于此。随后宣布士兵全部复员回家。
刘邦到了洛阳，置酒南宫，说道：“列侯诸将，你们不要替我避讳，我倒底是怎么得的天下的，项羽又是为什么失了天下的？”
沛县老乡王陵是个炮筒子，回答道：“陛下素来怠慢和侮辱人，项羽仁义而且爱别人。但是陛下派人攻城略地，打下来的就给了那人，这是和天下之人同利啊。项羽就是嫉贤妒能，有功的人他就害了他，贤能的人他就怀疑，战胜也不给人功赏，得地也不跟共分，所以他就失天下了。”
当时汉国的人都强调项羽的这个缺点--不肯封赏，而刘邦肯封赏，于是团结和激励了部将和盟友。
刘邦说：“您只知道其一，不知道其二。要说运筹帷幄之中，决胜千里之外，我不如子房。镇守国家，安抚百姓，送输给养，不断粮道，我不如萧何。将百万之军，战必胜，攻必取，我不如韩信。这三个人，都是人杰（汉初三杰），我却能用了他们，这是我所以取天下的原因啊。项羽，有一个范增，却不能用，这是他被我所破败的原因啊。”
群臣一听，都放下碗筷，鼓掌表示赞许。
刘邦打算长期定都在洛阳，但是一个来自齐国的戍卒叫作娄敬的，穿着个羊皮袄，经人介绍，非要面见刘邦，对刘邦说：“秦国（陕西关中），被山带河（被三面山包围，东面黄河为腰带，这都是险阻），四面有边塞牢固，一旦有急，百万之众可以征发。土地膏腴，可谓天府。陛下入函谷关去那里定都，即便山东大乱（函谷关以东六国地区），这个地方也可以保全。建议陛下把都城改到关中去。”
其实，从治天下的角度，定都洛阳固然方便，四通八达，但是，当时还有七大异姓王，他们的王国面积，相当于天下的三分之二，刘邦直辖的汉国（所谓汉朝）的地盘，只有萧何所控制的陕西关中，以及以洛阳为中心的原韩国地区，还有就是长沙王以西的湖南省西部和巴蜀地区。那么，这仍然可以理解成一种半战争状态，那么，躲到西边关中定都，有利于汉国的安全，也有利于对这七个诸侯国进行军事上的兼并--等到时机恰当时。于是刘邦当即在当日就迁往了关中定都，这时已是六月。
果然，战争立刻就开始了，十月，燕王臧荼造反，攻下其西北的代地。刘邦亲自领兵，击败臧荼，俘虏了臧荼。改立自己的发小好朋友卢绾为燕王。臧荼本是项羽所封，在韩信攻占赵国后，以燕降汉，遂得保存国王的位子，现在却造反了。
次年，汉国六年（汉朝二年），刘邦自从当皇帝以后，每五天就去看一下自己的老爸刘太公，每次去了，都要执儿子之礼，给老爸下拜。刘太公的主管家就对刘太公说了：“老太爷，古话说，天无二日，土无二主，现在皇上虽然是您的儿子，但也是群人的主子，您虽然是爹，但也是人的臣子。您这怎么老让人主拜人臣啊？”
刘太公说：“耶呵，你说的有道理邪，看来我没有与时俱进啊。”
过了几天，刘邦又来了，刚到门口，仆人把门打开，就见刘太公抱着个扫帚，在院门内立着呢，刘邦刚要动，刘太公就把扫帚往地上一晃，作出扫的意思，边晃边往后退--这是迎接贵客的礼仪了。
刘邦大惊：“耶呵，父亲这是犯错误了吗，被管家罚你扫地？”
刘太公说：“不是，自从你妈在战争年代中死了，家里就剩我一个人了，也没人跟我讲讲外面的事情，这是管家前两天对我说了，说了皇上那是什么地位。皇帝那是人主，不能因为我这个老骨头，乱了天下的法啊。”
刘邦于是尊刘太公为太上皇。刘邦心中因此暗自感激那主管家，随后赏了那管家五百斤金子。
到了十二月，有人上书告说楚王韩信阴谋策划造反。刘邦的左右诸将都打算发兵去打韩信。陈平认为我们是打不过韩信的。于是，刘邦用了陈平的计策，假装去云梦泽旅游，半路叫各诸侯王都到陈国开会，楚王韩信也去了，当场就捉了韩信。拉回洛阳，把韩信的楚国一分为二，封给了自己的族内将军刘贾和刘邦的四弟刘交，分别是荆王和楚王。同时，原韩信所拥有的齐国，此前已经被刘邦褫夺去了，但是刘邦也不敢把它封给自家人，现在韩信被擒了，于是胆子也大了，把原齐国封给了自己的大儿子刘肥。
随后，刘邦把韩信降为淮阴侯。这种侯，虽然听上去比王只小一级，但性质相差悬殊。王是诸侯国之王，在汉初有相当大的独立性，几乎类似战国的齐王、魏王，而侯，则是只能在朝堂上班，以列侯的身份同时兼任皇帝给派他的某些朝内军内官职，只相当于经理人。侯也有几千户的封邑，但对这封邑没有任何行政权，只是在朝廷遥领这封邑出的租税，在退休以后，才可以回封邑，回了封邑，也是受封邑的地方官管理，不过是个富家翁罢了。
韩信被降为了淮阴侯。
已经把韩信这个巨大的威胁解除之后，刘邦才安心下来，开始对自己的诸多功臣，进行封侯，陆续前后封了一百多个。大者封邑上万户，小者几百户。这些侯，如上所述，对封邑只有经济权，无行政权。
次年，汉国七年（汉朝三年），匈奴进攻韩王信（不是韩信，是韩国之王），韩王信干脆背汉而投奔匈奴。刘邦亲自去击韩王信和匈奴，到达平城，正赶上天气严寒，士卒被冻得十有二三都掉了手指，于是在平城白登山被匈奴团团围住，七天之后匈奴方才解围而去。
二月，刘邦从平城经过赵国，回到洛阳，最后到长安。长安作为新国都，一直在修建，此时还没有城墙，但是长乐宫已经修成了，百官都到那里上班。