十一月，高祖自布军至长安。十仲春，高祖曰：“秦始天子、楚隐王陈涉、魏安釐王、齐缗王、赵悼襄王皆绝无后，予守冢各十家，秦天子二十家，魏公子无忌五家。”赦代地吏民为陈豨、赵利所劫夺者，皆赦之。陈豨降将言豨反时，燕王卢绾令人之豨所，与诡计。上使辟阳侯迎绾，绾称病。辟阳侯归，具言绾反有端矣。仲春，使樊哙、周勃将兵击燕王绾，赦燕吏民与反者。立皇子建为燕王。
五年，高祖与诸侯兵共击楚军，与项羽决胜垓下。淮阴侯将三十万自当之，孔将军居左，费将军居右，天子在后，绛侯、柴将军在天子后。项羽之卒可十万。淮阴先合，倒霉，卻。孔将军、费将军纵，楚兵倒霉，淮阴侯复乘之，大败垓下。项羽卒闻汉军之楚歌，觉得汉尽得楚地，项羽乃败而走，是以兵大败。使骑将灌婴追杀项羽东城，斩首八万，遂略定楚地。鲁为楚死守不下。汉王引诸侯兵北，示鲁父老项羽头，鲁乃降。遂以鲁公号葬项羽穀城。还至定陶，驰入齐王壁，夺其军。
当此时，彭越将兵居梁地，来往痛苦兵，绝其粮食。田横往从之。项羽数击彭越等，齐王信又进击楚。项羽恐，乃与汉王约，平分天下，割鸿沟而西者为汉，鸿沟而东者为楚。项王归汉王父母老婆，军中皆呼万岁，乃归而别去。
从项梁月馀，项羽已拔襄城还。项梁尽召别将居薛。闻陈王定死，因立楚后怀天孙心为楚王，治盱台。项梁号武信君。居数月，北攻亢父，救东阿，破秦军。齐军归，楚独追北，使沛公、项羽别攻城阳，屠之。军濮阳之东，与秦军战，破之。
项羽令人还报怀王。怀王曰：“践约。”项羽怨怀王不肯令与沛公俱西入关，而北救赵，后天下约。乃曰：“怀王者，吾家项梁所立耳，非有功伐，何故得主约！本定天下，诸将及籍也。”乃详尊怀王为义帝，实不消其命。
汉元年十月，沛公兵遂先诸侯至霸上。秦王子婴素车白马，系颈以组，封天子玺符节，降轵道旁。诸将或言诛秦王。沛公曰：“始怀王遣我，固以能宽大；且人已服降，又杀之，不祥。”乃以秦王属吏，遂西入咸阳。欲止宫休舍，樊哙、张良谏，乃封秦重宝财物府库，还军霸上。召诸县父老豪桀曰：“父老苦秦苛法久矣，诽谤者族，偶语者弃巿。吾与诸侯约，先入关者王之，吾当王关中。与父老约，法三章耳：杀人者死，伤人及盗抵罪。馀悉撤除秦法。诸吏人皆案堵仍旧。凡吾以是来，为父老除害，非有所侵暴，无恐！且吾以是还军霸上，待诸侯至而定束缚耳。”乃令人与秦吏行县乡邑，告谕之。秦人大喜，辩论牛羊酒食献飨军士。沛公又让不受，曰：“仓粟多，非乏，不欲费人。”人又益喜，唯恐沛公不为秦王。
项羽遂西，焚杀咸阳秦宫室，所过无不残破。秦人大绝望，然恐，不敢不平耳。
汉军绝食，乃夜出女子东门二千馀人，被甲，楚因四周击之。将军纪信乃乘王驾，诈为汉王，诳楚，楚皆呼万岁，之城东观，以故汉王得与数十骑出西门遁。令御史大夫周苛、魏豹、枞公守荥阳。诸将卒不能从者，尽在城中。周苛、枞公相谓曰：“反国之王，难与守城。”因杀魏豹。