固陵之战
汉四年(前203年)九月，项羽遵约（鸿沟议和）东撤，刘邦亦欲西返。张良、陈平认为“汉有天下太(大)半，而诸侯皆附之。楚兵罢(疲)食尽，此天亡楚之时也”，建议“不如因其机而遂取之”(《史记·项羽本纪》)。刘邦遂背约，向楚军突然发起战略追击，并约集齐王韩信、魏相彭越南下合围楚军。
汉五年(前202年)十月，刘邦追击楚军至固陵(今河南太康南)，因齐王韩信、建成侯彭越按兵不动，未如期会师，遭楚军早击，大败，被迫坚壁自守。
刘邦退守固陵后，采纳张良建议，分别给齐王韩信、魏相彭越承诺“并力击楚，楚破，自陈以东傅海与齐王；睢阳以北至谷城与彭相国。”，许以割地封王。汉五年(前203年)十二月，果然调集齐王韩信、魏相国彭越、淮南王英布、刘贾等各路大军40万人，以韩信为最高统帅，以并本部20万人共计60万大军，将10万楚军包围于垓下(今安徽灵璧，一说今河南淮阳、鹿邑间)。
楚军兵少食尽，屡战不胜，夜闻四面楚歌，军心瓦解。项羽大惊曰：“汉皆已得楚乎？是何楚人之多也！”，于是夜起慷慨悲歌，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！”(参见《垓下歌》)，“歌数阕，美人(虞姬)和之(参见霸王别姬)。项王泣数行下，左右皆泣，莫能仰视”(《史记·项羽本纪》)。
图 杨幂COS虞姬
图 刘亦菲扮演虞姬
于是项羽置10万楚军于不顾，率800余骑兵趁夜突围南逃，天明后刘邦方才发觉，遂派灌婴率数千骑兵追击。楚军渡过淮河后只剩下百余骑，逃至阴陵(今安徽定远县西北)时因迷路，问路一田父，田父诓骗而左行，结果陷于沼泽，致使汉军追上。至东城(今安徽定远县境内)时，仅剩下28骑，项羽自度难以脱身，却依然说：“天亡我，非战之罪也。”。逃至乌江(今长江，位于今安徽和县东北乌江镇)时，乌江亭长力劝项羽过江，以图东山再起，项羽却说：“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？”(上天要灭亡我，我何必还要渡江呢！姑且不说我项籍当初率领八千江东子弟兵起事渡江西征，今天没有一个人回来，即便江东的父老兄弟们同情而拥戴我为王，我哪里有脸面见他们？纵使他们不说什么，我自己难道心里不愧疚吗？)(《史记·项羽本纪》)，自觉无颜见江东父老，不肯渡江，在力杀汉军数百人后，自刎而死。
垓下一战，刘邦全歼楚军，获得最后胜利。项羽败亡后，楚地陆续平定，最后唯原项羽封地鲁不下，汉军乃以项羽头示鲁，鲁遂降，楚国至此全部平定。楚汉战争末期，属楚国阵营的衡山王吴芮、九江王英布先后归附汉王刘邦，唯临江王仍不听命。汉五年(前203年)十二月，汉军又攻破临江国都江陵(今湖北荆州)，俘虏项羽所立的临江王共尉。公元前202年2月28日，刘邦在定陶正式称帝(即汉高祖)，建立了西汉王朝。公元前196年，南越王赵佗上表称臣。至此，天下归于一统。
刘邦退守固陵后，采纳张良建议，分别给齐王韩信、魏相彭越承诺“并力击楚，楚破，自陈以东傅海与齐王；睢阳以北至谷城与彭相国。”，许以割地封王。汉五年(前203年)十二月，果然调集齐王韩信、魏相国彭越、淮南王英布、刘贾等各路大军40万人，以韩信为最高统帅，以并本部20万人共计60万大军，将10万楚军包围于垓下(今安徽灵璧，一说今河南淮阳、鹿邑间)。
垓下之战
楚军兵少食尽，屡战不胜，夜闻四面楚歌，军心瓦解。项羽大惊曰：“汉皆已得楚乎？是何楚人之多也！”，于是夜起慷慨悲歌，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！”(参见《垓下歌》)，“歌数阕，美人(虞姬)和之(参见霸王别姬)。项王泣数行下，左右皆泣，莫能仰视”(《史记·项羽本纪》)。
图 杨幂COS虞姬
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战争结果
垓下一战，刘邦全歼楚军，获得最后胜利。项羽败亡后，楚地陆续平定，最后唯原项羽封地鲁不下，汉军乃以项羽头示鲁，鲁遂降，楚国至此全部平定。楚汉战争末期，属楚国阵营的衡山王吴芮、九江王英布先后归附汉王刘邦，唯临江王仍不听命。汉五年(前203年)十二月，汉军又攻破临江国都江陵(今湖北荆州)，俘虏项羽所立的临江王共尉。公元前202年2月28日，刘邦在定陶正式称帝(即汉高祖)，建立了西汉王朝。公元前196年，南越王赵佗上表称臣。至此，天下归于一统。