汉高祖刘邦是汉朝沛郡丰邑中阳里人，也就是今天的江苏省丰县赵庄镇金刘寨村人，小名刘季，父母被街坊邻居尊称为太公、刘媪。刘邦未出生前，刘媪有一天在湖岸田间伺弄庄稼，累了就去岸边的一座小桥下歇息，迷迷糊糊间，梦见天神来到自己身旁，突然电闪雷鸣，风雨交加。见天气突变，刘太公不放心去寻找刘媪，就看见一条蛟龙附在刘媪身上，因而刘媪有身孕就生下了高祖。时年在周赧王59年，也暨公元前256年。
刘邦长相，高鼻梁，天庭饱满，胡子也很美，左腿上有七十二颗黑痣。其为人处世，仁厚宽容，喜欢施舍，豁达大度，好开玩笑，不喜欢种地劳作。就这样在当时的丰邑中阳里的刘邦，从周朝到周亡后的魏国，一直生活到了三十岁左右的壮年，在统一天下的秦朝又生活十余年，都是平民百姓，直到四十岁左右才去了临近的沛县，做了泗水亭亭长这个秦朝的小官。在沛县做亭长期间，和同事们都混的很熟，所以常毫无顾忌的开玩笑，爱好喝酒有时也好色，经常从王媪、武负处赊酒喝，有很多次喝醉了就倒在人家门口，王媪武负常看到他身上好像有龙，都感到很奇怪。刘邦每次去他们那里买酒，他们的生意收入都比平常多好几倍，等年底才发现这个奇怪的现象，两家酒铺因此感激刘邦，都把他的赊条撕毁不要他还了。
刘邦做为亭长常常带领人员去咸阳服徭役。有一次秦始皇出巡，人们都用羡慕敬重的眼光对秦始皇行注目礼，刘邦恰巧也在咸阳，也看到了秦始皇，不禁喟然长叹说：“唉，这才是大丈夫应该有的样子”。
单父人吕公因为避仇去了好友沛县县令那里躲藏，并决定全家在沛县定居下来。在乔迁新居之日，沛县豪强大户黑白两道有头有脸的人物，因为吕公是县长的好友，所以也都来祝贺，萧何是县里二把手，吕公就请他主持现场，并记录礼单。当时萧何说：“礼钱不满一千的来宾，就在院子里吃席吧”。刘邦做为亭长也算勉强有资格来祝贺，但是自然比不过这些名望或级别比他高的官吏豪强，问题是他向来看不惯他们，于是就故意大声说“我拿贺礼一万钱”并在在名片上写上“贺礼万钱”，萧何接过名片看后让人传给吕公，其时刘邦一分钱贺礼都没交给萧何。吕后看到名片后大吃一惊，感到奇怪急忙亲自出门看看是什么人，等看到刘邦后，没想到又真请刘邦在堂内坐席了。原来吕公懂的相面，看到刘邦长相，才特别看重他，才高兴的把他又引入堂内入座了。萧何见状，无可奈何，只好私下对豪强官吏打圆场说：“刘季这小子，只会说大话，成不了大事”。入席时，刘邦为了戏辱同席的豪强官吏，更是直接做了上座，毫不客气谦让，众豪强官吏也不是心胸狭窄之人，也都知道他豁达大度就事论事不记仇，大小也是个官，也都不和他计较。酒酣耳热之际，吕公目示刘邦最后走。刘邦会意，众人吃好喝好和吕公纷纷告辞，刘邦留在最后，这时吕公对刘邦说：“我从年轻时就学会了相面，相过的人多了，没有一个像你这样有贵相的，所以希望你能保重好自己，如果你刘季好好发挥自己长处，将来一定会前途无量，我有一个女儿，想把她许配给你做执帚扫院的妻子”。酒场结束刘邦告辞后，吕后生气的对吕公说：“你经常说这个女儿与众不同有贵相，将来能嫁给贵人，沛县县令与你那么好，数次求你把女儿嫁给他你不答应，为何把她许给这个小官刘季？”吕公说：“这不是你等妇孺之辈所能懂得的”，最后选个良辰吉日还是把此女嫁给了刘邦。这个女儿就是后来的吕后，他生下了孝惠帝和鲁元公主。
刘邦做亭长期间，经常请假回家种地。有一天他老婆带着两个孩子在地里除草，一个过路的老头给她要水喝，吕后不仅给他喝水，还请他吃了饭。老头给吕后相面说：“夫人是天下贵人相”，吕后也让他给两个孩子看相，看到刘盈，说：“夫人您的尊贵都是因为这孩子”，看到鲁元，也说尊贵的很。老头刚走没一会，刘邦正好从别的田舍过来，吕后就对他说一个过路的老头给她母子三人相面，说她们都是大贵之相，刘邦问老头去哪里了，吕后说：“还没走远”。于是刘邦追上老人，向他请教询问。老头说：“刚才你的老婆孩子都跟你长相相似，你的相貌更是贵不可言”，刘邦就感谢说：“如果真像大爷您说的那样，将来不会忘记你的吉言恩德”。可惜等到刘邦功成名就，却始终没查找到老头是何人又家居何处。
刘邦做亭长期间，秦朝官员们私下里都有戴自己制作的帽冠的习惯，刘邦也不例外。他的帽子是他派负责缉捕盗贼的下属去薛城用竹皮特制的，他经常戴着它，到了功成名就后也是经常戴着，这就是我们经常说的“刘氏冠”。
秦始皇36年，也暨前211年春夏之交，秦始皇还未东巡，刘邦做为亭长送沛县服徭役的人们去咸阳骊山服役，很多人在路上都逃跑了。刘邦心想，照这样下去，就算到了咸阳，人也都跑光了，这可咋办。这天走到丰邑西边的湖沼附近，已近傍晚，大家伙就停下来歇息，吃饭喝酒。夜里刘邦释放了所有押送的服役人员，并说：“恁都走吧，我也要逃走藏起来了”，服役者中有十几个壮士愿意和刘邦在一起。于是刘邦就带着酒意，和这十几个人想就近抄小路通过这边湖沼地。有一个人自告奋勇在前边开路，突然回来害怕的说：“前边有一条大蛇挡在路中间，快原路返回吧”。刘邦醉醺醺的说“壮士走路，有什么好怕的”！于是自己走上前去，立马拔剑把蛇斩数断，小路打通，继续前行，走了一会，刘邦因为醉的厉害就在路边躺下休息。后边的人壮胆来到刚才看到大蛇的地方，见到一个老太太在那里哭，众人就问为什么，那老太太说：“有人*了我儿子，所以哭”，众人问“你怎知道你儿子被*了”？老太太说；“我儿子是白帝的儿子，化为蛇挡道，被赤帝儿子*了，所以我才哭啊”。众人都认为老太太瞎说，正想告诉她，老太太突然不见了。后边的来到刘邦身边，刘邦此时也酒醒了不少。他们把遇到的事告诉了刘邦，刘邦听后心里也暗喜，也有点自负了，那些跟随他的人从此也更加敬畏他。
秦始皇常常说“东南有天子气”，于是因此决定东巡希望靠自己的帝王之气和巫术镇压住。刘邦因为自己已经有了野心而怀疑秦始皇东巡和他有关，最后决定藏匿在芒砀山中。吕后或者亲朋好友有事找刘邦，基本上一去就能直接找到。刘邦就奇怪的问吕后怎么这么就能轻易找到自己，吕后说：“你刘季在哪里，哪里上空就有云气，我们注意到这个规律所以就能找到你刘季了”，刘邦大喜。沛县子弟中凡是听说过这件事的，有很多人也都更想来依附他。
秦二世元年，既前209年秋天，陈胜在蕲县起义，攻占陈县后自立为王，国号为“张楚”。这个时候，附近秦朝其他很多郡县都有起义者*死其长官，纷纷独立割据于秦朝，并相应陈胜。沛县县令见周围反秦起义声势浩大，也感到很害怕，为了自保就不得不见风使舵，就和其左右手曹参和萧何商议，也想投机起义，以响应陈胜，借以看事态发展再做决定。曹参和萧何就对他说：“您是秦朝官员，如果带领沛县城里忠诚于秦朝的平民反抗秦朝，恐怕他们不听您的，所以希望您召集那些本来就早以反叛秦朝而现在逃亡在外的人回来，不仅可得到几百人听从您，还可以利用他们威胁其他民民百姓不敢不听您的命令，何乐而不为”。沛县县令听信了萧何曹参的话，命令樊哙去寻找刘邦回沛县，此时以刘邦为首的团伙已发展到几百人了。
樊哙找到刘邦就随着他一同回到沛县。沛县县令果然因起义不坚决而后悔，也害怕刘邦进城后做出对自己不利的事情，沛令于是关闭城门不让刘邦进城，并打算*掉出馊主意的萧何和曹参，萧曹得到消息立即翻墙逃跑来到城外的刘邦那里。刘邦于是用布写了一封信，射到城里父老乡亲居住多的地方，上面对父老乡亲写道：“天下老百姓被秦朝害苦的很久了，今天您们虽然还为沛令为秦朝守城，但是各处诸侯都已起兵反秦，您们愚忠于秦朝，一旦诸侯攻破沛县城，肯定会屠戮沛县城，如果您们今天团结起来*死沛令，选个您们里边可以带领大家的人，响应诸侯共同反秦，则完全可以保全全家，否则，效忠于秦朝肯定将被诸侯破城屠戮，更没有任何意义。”父老乡亲看信后，看清了形势，也相信刘邦，于是就诛*了沛令，打开城门让刘邦进城，并选举他做新的县令。刘邦说：“如今天下大乱刚开始，各地前朝诸侯后人又纷纷起义自立，能人辈出，因此我们如果推选的首不能胜任，恐怕下一步就会一败涂地。所以，我绝不是吝惜自己的生命，只怕我能力有限，不能保证父老兄弟以后会更好，这才是大事，所以，希望父老兄弟推荐更有才能的胜任者”。萧何曹参都是文官，对反抗秦朝也没把握成功，担心如果失败了秦朝会祸害其家族。因此揣着自私的心理，极力的推荐刘邦，其他父老也说：“平时都经常听说你刘季的奇异事迹，无一不显示出你是高贵之人，如果卜筮的话，也肯定是你刘季最适合”，刘邦推让再三，众人还是没有一个敢当沛令的。于是刘邦在半推半就中就做了沛公。于是在沛县县衙祭祀黄帝和蚩尤，把鼓和旗帜都用牲血全部染成红色。因为刘邦所*之蛇为白帝子，*蛇之人为赤帝子，所以才全部染成红色。不排除这也是众人为了迷惑刘邦而故弄玄虚的行为，但是也有鼓励刘邦的积极意义。自此，刘邦带领众人正式拉开了反秦的大幕，于是萧何曹参樊哙等等年轻有为的官吏都去为沛公招兵买马马，共招了二三千人，攻取了胡陵县和方与县，并派兵驻守后，刘邦率主力还兵驻守丰邑。
秦二世二年（前208年），陈胜手下将领周章领兵攻打到戏水，被秦军打败而还；燕赵齐魏各国后裔纷纷自立为王；项梁项羽在吴起兵反秦。在这样的背景下，驻守在郡治相县的秦朝泗水郡郡监平派兵攻打包围了丰邑，第二天沛公刘邦率兵出城打败了秦兵，然后沛公让雍齿守卫丰邑，自己带领一部分兵马去攻打薛县，驻守在薛县的秦泗水郡郡守壮被刘邦打败后逃跑至戚县，被沛公的左司马曹无伤擒*。沛公又领兵驻守亢父县，一路没有和秦兵发生战斗。此时，陈胜派其手下原魏国人周市领兵来企图夺取丰邑，周市就派人对雍齿游说：“丰邑，本来就是魏梁东迁后的都城，现在魏国大军已经从秦朝平定收复了几十个城池了，你如果归降魏国，魏国将封你为侯并依然让你守卫丰邑，如果不投降，就攻占屠戮丰邑”。雍齿向来就自以为了不起而看不起不服刘邦，面对魏国的招安，立马就反叛刘邦做为魏将守卫丰邑了。沛公知道后带兵从亢父县来攻打丰邑，没有攻下，这时候沛公又病了，就带兵回到沛县驻扎，沛公怨恨沛县朋友雍齿和家乡丰邑老乡背叛他，听说东阳县的宁君、秦嘉在留县立景驹做了代理楚王，刘邦此时实力平平，于是就去投奔景驹，并打算以后向他借兵收复丰邑。此时，秦将章正邯击败追击陈胜军队，他的手下司马仁也带兵向北攻占屠戮了张楚的相县并兵临砀山，宁君和沛公带兵西进援助砀山，与司马仁在萧县西部展开激战，失利后退兵至留县，重整军队后继续攻打砀山，攻打三天后终于占领了砀山县。于是收集了砀山的秦朝降兵，加上自己的军队，共有五六千人，又一鼓作气，把下邑县也攻占了。然后继续回兵东进，将军队驻扎在丰邑城外，念念不忘收复丰邑，听说项梁在薛地，此时景驹已死，于是刘邦就带着百十号随从去拜见投奔了项梁，并请求借兵给他去攻打丰邑，于是项梁就借给他由十位将领率领五千人军队，刘邦回到丰邑外围驻扎地后，马上就对丰邑发起攻击，此时刘邦军队至少有一万人以上，可见十几年前曾做过魏国都城的丰邑，具有护城河和高大城墙的军事城防有多么易守难攻。但是这次终于总算把丰邑收复了，雍齿西逃。
刘邦跟随项梁一个月后，项羽也攻下襄城回来，于是项梁把各路将领也都召到薛县。听闻陈胜确定死亡后，就立楚怀王孙子熊心为楚王，建都盱眙，项梁被尊号为武信君。稳定了几个月后，又出兵攻打亢父，援救东阿，击败了秦军，在齐军撤退后，又单独追击秦军，另外又让刘邦和项羽攻占并屠戮了城阳，又在濮阳县以东，打败了秦军。
秦军重整旗鼓，坚守濮阳，并在城外挖护城河，楚军见久攻不破就21攻打定陶，也没有攻取。于是刘邦和项羽一路向西，在雍丘大败秦军并斩*秦军大将李由，但攻打外黄县，却又失利了。
项梁屡破秦军，不禁骄傲起来，宋义劝他也不听。此时秦朝给章邯更多的军队，章邯在定陶夜袭楚军，项梁战死。此时刘邦与项羽正在攻打陈留，听说项梁战死后，就和将军吕臣一起向东进军，吕臣军队驻在彭城东，项羽军队在彭城西，刘邦军队驻在砀山县，做好了迎击章邯的准备。
章邯打败项梁后，就认为楚军不堪一击了，就决定暂缓攻击楚国，转而先北上渡过黄河北击赵国，抵达赵国后大败赵军。这个时候秦将王离也把赵王赵歇围困在了巨鹿城，赵歇的军队即所谓的河北军。
秦二世三年（前207年），楚怀王因项梁兵败而害怕，就做出了以下举措。把都城从盱眙迁到城防更好的彭城，并把项羽和吕臣的军队合在一起由他亲自指挥。同时任命刘邦为砀郡长，封为武安侯，并统领砀郡的军队；封项羽为长安侯，号称鲁公；封吕臣为司徒，封吕臣父亲吕青为令尹。
再说赵国，自从被秦将王离章邯围困合击后，就多次请求楚王出兵援救。楚怀王就任命宋义为上将，项羽为次将，范曾为末将，向北方进军救赵，同时命令刘邦向西进军攻占秦地，剑指关中。在诸将出发前和他们约定，谁先进入函谷关平定关中，攻占咸阳，灭亡秦朝，谁就会被封为王。
此时正是秦军强大的时候，起义军败多胜少，所以绝大多数将领都认为此时进攻关中是弊大于利。只有项羽因为秦军大破楚军和*害叔父项梁的原因而异常激愤，就对怀王说愿意和刘邦一起西进直取关中。楚怀王老臣老将私下里对怀王说：“项羽为人好勇斗狠，记得他攻下襄城的时候，凡是他经过的地方几乎人都被*掉了，而且楚国以前的几次西进攻秦，包括陈胜、项梁都被秦军击败，说明秦军确实团结强大。所以，只靠武力不分青红皂白的屠戮秦朝百姓，非但难以服众反而会适得其反，而且为了自保他们也会拼死抵抗，反而会忠诚于秦朝。所以，不如改派宽厚的人以仁义之师领兵西征，一路向秦朝民众讲明道理，他们也受秦朝暴政很久了，如果有宽厚的人领兵前去，不欺压他们，应该能使他们臣服，至少不和楚军作对。而项羽剽悍残暴，好勇斗狠，实在不能派他去，只有素来忠厚老实的刘邦可以去。”楚怀王认为有道理，所以最终没有答应项羽，还是让他先北进救赵，然后再西征关中，坚持让刘邦直接西进。当然两人的征战困难程度差不多，楚怀王也不是厚此薄彼，而是根据两人的特点和出于战略的需要。于是刘邦率楚军西进，一路上收集陈胜和项梁的散兵，取道砀山到达成阳，在杠里击败了秦军的两支军队，紧接着又大败了秦军王离的军队。
刘邦一路西进，与围攻昌邑的彭越相遇，于是和他合兵一处，但是接下来和秦军的战斗却失利了。退兵到粟县，遇到项羽的手下刚武侯，就兼并了他的四千多军队，与同时攻打昌邑的魏将皇甫、魏申等合围攻打昌邑，仍没有攻破后就放弃攻打继续西进，经过高阳邑后在高阳附近驻扎休整。当时郦食其是高阳邑守门人，亲眼看见刘邦过高阳邑后，他说：“过此城门的将军很多，我看只有沛公刘邦才是德行高尚忠厚的人”，于是就去求见拜会刘邦。当时刘邦正坐在床上，两个侍女在给他洗脚，郦食其见了就不下拜，只是作个长揖说：“你想消灭无道的秦朝，就不宜坐着接见长者”。于是刘邦赶紧整顿好衣服，向他致歉，并请他上座。刘邦用郦食其的具有战略意义的建言献策，攻占了陈留，得到秦军储存的大量军粮。于是刘邦就封郦食其为广野君、郦商为将军统领陈留的地方义军，与他一起攻打开封，没有攻下后继续西行，在白马和曲遇两次打败秦将杨雄的军队，秦二世拍使者将逃到荥阳的杨雄斩首示众，以警告那些作战不力的秦将。刘邦又南下攻占屠戮了附近的颖阳，又和张良联合占领控制了韩国的一条军事要道。
这时，赵国的将领司马卬也正打算渡过黄河，进入函谷关，于是刘邦就又向北攻占了平阴，截断了黄河渡口。然后又南下与秦军交战于洛阳，战事不利后退到阳城，然后集中骑兵，大败南阳太守吕齮于犨东，并基本收复了整个南阳郡辖区，吕齮逃到宛城坚守不出，于是刘邦就决定放弃攻打宛城而继续西进。走了一段路程，张良进谏说：“你虽然想快速入关，但是秦军主力仍在，又能凭借险要地势进行抵抗，现在如果不攻下宛城，而冒进轻敌，那么一旦宛城秦军从后边偷袭攻击，前面又有强大的秦军主力，因此如果继续孤军深入冒进，这将是很危险的。”于是沛公连夜又绕路返回，天明前又将宛城重重包围。南阳太守见突围无望打算自*，他的手下一个叫陈恢的劝住他说：“你先别忙自*，我有办法解决问题”。于是陈恢就翻过城墙来见刘邦，说：“我听说过您和诸侯们先入咸阳者为王的约定，现在您却停下来攻打宛城，但是您不想想，宛城，是大郡之都邑，相近的城邑又有几十座，人民众多，积蓄充足，官吏和百姓都认为投降会被*害，必定依托坚固的城防坚守。在此情况下，您就算夜以继日的攻城，也很难攻下来，您的士兵死伤者肯定也很多，如果您在攻打失利后，或者现在您领兵西去，宛城的秦军一定会在后边尾随袭扰，这些都严重迟滞了您西进的速度，这样，您就会完全错过先入咸阳者为王的机会，后边还有宛城秦军的追击。所以，我为您考虑着想，倒不如双方约定条件投降。这个条件就是：继续封吕齮为南阳太守驻守宛城，为表诚意他会把南阳的军队交给你，您可以带领这些士兵急速西征，那些还未攻占的您路过的秦朝城池守将，听到您的好名声，肯定会争着打开城门欢迎您，您就可以畅通无阻了”。沛公说：“好”！于是封吕齮为南阳郡守的同时又加封其为殷侯，封陈恢为千户侯。于是刘邦领兵继续向西推进，一路上经过的城池也都顺利的归降了。到了丹水附近的西陵，高武侯鳃、襄侯王陵也来归降了，刘邦在攻打不愿主动归降的胡阳的时候，遇到了番君的将领梅鋗，和他一起又降服了析县和郦县。此时，在刘邦派遣出使秦朝的魏国人宁昌还没有回来之际，秦将章邯已经在赵国率军投降项羽了。
再说项羽。项羽与宋义北下救赵，这期间项羽*了宋义，代替宋义做了上将军，各路将领如黥布等等都归属了项羽。项羽又打败了秦将王离军队，降服了秦将章邯，其他诸侯也都被他收服。
赵高*了秦二世，派人来求见沛公，想和沛公在关中分地称王，刘邦认为有诈，就用张良的计策派郦生、陆贾游说武关的秦将，并用财物引诱，麻痹其警戒，借谈判之际突袭攻占了武关。紧接着又与秦军战于蓝田，张良又布置疑兵旗帜以增加威慑，嘱托大军过处不得抢掠威胁老百姓。秦朝的老百姓看到这样的情景都很高兴，不把沛公的部队当做敌人。而此时的秦军也已军心涣散懈怠，又被刘邦打败，又在蓝田北部大败一部秦军，又乘胜把秦军其余各军队全部打败了。
汉元年10月，暨前207年10月，刘邦的军队先于其他诸侯将领到达霸上，秦王子婴驾着白车白马，用绳子系着脖子，带着封好的秦朝玉玺符节，在路边下车迎候投降。诸将中有人说应该*掉秦王，沛公说：“开始楚怀王派我来，就是因为我能宽容待人，况且人家已经投降，如果再*掉，不吉祥”。于是就把秦王交给主管后勤的官员妥善安置，然后就进入了咸阳城。刘邦想在秦宫中休息，在张良、樊哙劝阻下，就把秦宫中存放贵重财物的府库都封好，然后又回到驻扎在霸上的军营中。次日，刘邦召来附近各县父老豪杰等等有名望的人，对他们说：“你们被秦朝严酷的刑法压迫很久了，比如批评朝廷要灭九族，聚在一起谈话者就被在闹市斩首等等。我当初来的时候和诸侯们有约，谁先来到关中谁为王，所以我应当做关中王。现在我和父老们首先约法三章：*人者处死刑、伤人和抢劫者依法治罪。其他方面，废除秦朝所有的严酷的法律，使所有人都像以前一样安居乐业，总之我之所以到这里来，是为你们除害的，而不是来侵害你们的，所以，请不要害怕。而且我之所以不在城里而在城外霸上居住，也是等各路诸侯都来后再共同制定一些更有利于父老乡亲的法规制度”。于是就派人和投降的原秦朝官吏，去每个县乡和城邑，向民众讲明情况，原秦朝居民了解后都大喜过望，都争着拿来牛羊酒食献给刘邦的军队，刘邦不让接受，说：“仓库里粮食很多，不缺乏，不能让大家再破费了”。人们更加高兴，唯恐刘邦以后不在秦地关中做王了。
有人对刘邦说：“秦朝的富裕十倍于其他地方，地形又好，听说项羽将投降他的章邯派来关中封作雍王，如果章邯来了，您恐怕就不会拥有此地了。不过你可以赶快派兵守住函谷关，不让其他诸侯军进来，然后再逐渐在关中征兵增强实力，以抗拒其他诸侯们”。沛公认为这个计策有道理，就实行了。前207年11月，项羽果然率领其他诸侯西进欲进入函谷关，见关门紧闭，再加上之前又听说刘邦早以平定了关中，不禁大怒，非常恼火，就让黥布等人攻破了函谷关，12月中旬到达了戏水。
刘邦手下的左司马曹无伤听说项羽发怒，想要带领大军攻打刘邦，认为刘邦不是项羽对手，就想投靠项羽，就派人对项羽说：“刘邦想在关中称王，打算让子婴为丞相，并把秦宫所有的珍宝都据为己有”，刘邦听闻后更加恼怒，曹无伤想借此求的项羽以后的封赏。亚父范增也劝项羽攻击刘邦，于是项羽立即犒劳将士，准备次日和刘邦会战。此时项羽的兵力有四十万，号称一百万，刘邦的兵力有十万，号称二十万，刘邦实力确实不敌项羽。项羽军中的项伯知道刘邦敌不过项羽，于是就想救好友张良，夜里来见张良劝他逃走，张良就让项伯给项羽捎话说了一些道理，感动了项羽，项羽就暂时不打算进攻刘邦了。第二天，刘邦又亲自带着百余人随从来到鸿门赴宴，向项羽道歉并感谢项羽的谅解。项羽说：“这都是你的左司马曹无伤给我说的原因，不然我也不会这样”。这次赴宴，危机四伏，*机重重，但是在樊哙、张良等人的机智救助下，沛公刘邦最终解困脱身安全返回。回来后立即诛*了曹无伤。
项羽和刘邦和好后，也西进来到了咸阳，大肆焚烧秦朝宫室，所过之处没有不被烧毁的。老百姓对项羽非常失望，但是又不敢不服从他。
项羽在咸阳派人向楚怀王报告并请示封赏之事，怀王就让使者回去捎话对项羽说：“就按照原来约定的办”。项羽本来就怨恨怀王不让他和刘邦一起西征关中，却派他北上救赵，而使自己落在了别人后边入关，于是就对众诸侯说：“怀王，完全是我家叔父项梁所扶持拥立的，他也没有任何军功，凭什么能做主定约？平定天下的，本来就是你们各位将领和我项羽”。项羽于是就故意抬高怀王，推举他为义帝，实际上是孤立他，此后更加不听从他的命令。
前206年正月，也就是汉元年正月，项羽在义帝毫不知情的情况下开始了分封。首先自立为西楚霸王，辖区包括梁、楚等九郡，都城为彭城。又违背当初的约定，改立沛公为汉王，辖区包括巴、蜀、汉中，都城为南郑县。把关中分割为三处分给秦朝的三个降将：章邯为雍王、建都废丘，司马欣为塞王、建都栎阳，董翳为翟王、建都高奴。封楚将瑕丘申阳为河南王，建都洛阳；封赵将司马卬为殷王，建都朝歌；赵王歇改封到代地为代王；赵国丞相张耳为常山王，建都襄国；封当阳君黥布为九江王，建都六；封楚怀王柱国共敖为临江王，建都江陵；封番君吴芮为衡山王，建都邾县；封燕将臧荼为燕王，建都蓟县；封原燕王韩广为辽东王，韩广不同意离开燕地，就被臧荼攻占燕地后*掉了；封成安君陈余管辖河间的三个县；治所在南皮；封给梅鋗拥有十万户的一座城邑。
前206年4月，各路诸侯开始从咸阳收兵回到各自的等地。汉王刘邦也启程去封地，项羽只让他带领三万士兵跟随他，但是楚国和其他诸侯国中因为敬慕汉王而追随他的人也有几万人。于是他们就就近从杜县南下进入险峻的山谷小路，过去后就把这条栈道烧毁破坏，一是防备以后其他诸侯土匪偷袭，二是向项羽暗示以后不会东去反叛他。汉王到了都城南郑，发现不少将领和士兵都在半路上逃走了，而跟随他来5到南郑的，很多也都唱着思乡的歌曲，希望有朝一日还能东归回到家乡。看到这样的情况，张良就对刘邦说：“项羽封为的王的有功的将领中，只把您封到这个最偏僻的南郑，是流放你。如今将士们绝大多数都是崤山以东的人，日夜踮起脚东望，希望能回归故乡，如果趁着他们因思乡心切而勇敢无畏的心情利用他们，应该可以成就大功业。等到再过几年，天下太平，人们都习惯了安居乐业，就再也没有利用这么好的军事力量的机会了。所以，不如立即决策，还是领兵东进，与诸侯争夺天下。”刘邦听后认为很有道理，就决定待机而动。
再说项羽，从关中收兵来到彭城，就派人对同在彭城的义帝说：“自古以来凡是拥有千里之地广大国土的帝王，一定把都城建立在江河上游地势高亢的地方”。此时义帝完全被项羽控制连话语权也没有了。项羽就派使者把义帝迁徙到长沙郡的彬县，并催促他赶快离开彭城。义帝的其他大臣，还有项羽的部分手下，看到这种情形都敢怒不敢言，但心里已经逐渐背叛了项羽。义帝出行彬县后，项羽又密令衡山王吴芮、临江王共敖共同把把义帝*害在江南去彬县的路上。项羽怨恨田荣，就故意不封他为王，而封齐将田都为齐王，田荣大怒，就自立为王，把田都*死，反叛西楚了。田容授予彭越将军印章，命他去以前的梁国地盘上起兵反抗楚王。楚王项羽派萧公角攻打彭越，被彭越大败。陈馀怨恨项羽不封自己为王，就派夏说去请求田荣借给他兵马去攻击张耳，田荣就借给他一些兵力，陈馀击败了常山王张耳，张耳逃走到汉王那里并归降了他。陈馀又把赵王歇从代地接来，重新立为赵王，赵王也拥立陈馀为代王。项羽知道这些事后大怒，认为都是齐国田荣捣的鬼，就发兵向北攻打齐国。
再说刘邦。前206年8月，蛰伏的刘邦见时机成熟，决定用张良之计，展开军事行动。首先从故道返回关中，目标直指雍王章邯。章邯在陈仓迎击汉军，雍军大败而逃，在好畤停下再战又被汉军打败，最后逃回废丘，自此刘邦逐渐占有了雍王章邯的地盘。刘邦率军继续向东进军咸阳，将雍王所在的废丘团团包围后，刘邦又令其他将领平定了陇西、北地、上郡。刘邦并且派将军薛欧、王吸东出武关，趁着王陵军队驻在南阳能做掩护，去沛县接太公和吕后。楚王听说刘邦东征，就派兵驻守阳夏，使汉军在这里无法东进，又封原吴县县令为韩王，在吴县范围内加强防备汉军。
汉二年，暨前205年，汉王继续东进，占领很多土地，塞王司马欣、翟王董翳、河南王申阳都归降了汉王，韩王郑昌不降，汉王就派韩信打败了他。于是刘邦就把占领的土地设置了陇西、北地、上郡、渭南、河上、中地等郡，在关外设置了河南郡，又改封韩国的太尉韩信为韩王。刘邦又做了如下积极的举措：下令宣传，凡是其他诸侯国将领，带领一万人以上或者献出一郡之地投降的，就封给他一万户。修筑河上郡的要塞。所有原先供秦朝帝王和官员游玩打猎的园林，都允许老百姓去耕种庄稼。正月，又俘虏了雍王章邯的弟弟章平。在所有汉军控制的地区，大赦天下。
汉王出关来到了陕县，安抚了关外的父老兄弟，回来后张耳又来求见，汉王对他十分厚待。汉二年二月，暨前205年2月，汉王下令废除秦社稷，改立汉朝社稷。三月，汉王继续征伐，从临晋渡过黄河，魏王豹带兵跟从。攻占河内，俘虏殷王，设置河内郡，又转而向南渡过平阴津到达洛阳。新城三老之一的董公拦住了汉王，向他说了义帝被*的情况，汉王听闻后气愤的裸臂大哭，随既为义帝发丧，哭吊三天。又派使者通告投降自己和未投降自己的各路诸侯：“开始我们共同拥立义帝，让他做为我们做为臣子的君主，如今项羽放遂并*害义帝于江南，这是大逆不道，我亲自为义帝发丧，希望你们也穿缟素白衣。我将发动整个关中和河南、河内、河东三郡的全部兵力，往南从长江与汉水乘船而下，我希望能和你们一起去诛*楚国这个*害义帝的人！”
至此，楚汉战争正式拉开了序幕。
在刘邦联合诸侯反楚之际，项羽正在城阳于田荣大战，田荣失败后逃到平原县，被平原民众*害，这时整个齐国都投降了楚国。没想到楚国人却烧毁齐国城郭，抢掠走了很多齐国的年轻子女为奴，齐国人十分愤怒就又反叛楚国了。田荣的弟弟田横立田荣儿子田广为齐王，在城阳附近重新反楚。项羽这个时候也听说了汉军反楚东征，但因为与齐军连续作战，就决定在打败齐军后再去攻击汉军。刘邦得以裹挟着五路诸侯的兵马，迫近彭城。项羽听说后立即放弃和齐国的交战，率大军从鲁县、胡陵一路南下到萧县，与汉军大战于彭城灵璧东的睢水附近，大败汉军，众多被*的汉军尸体甚至把睢河都堵塞的很难流动了。项羽又派人在沛县把刘邦的父母和老婆逮住，扣留在军队中做人质。这时，其他诸侯们见楚王更强大，汉军又战败，又都转而叛汉重新降楚，塞王司马欣更是逃入楚国背叛了汉王。
楚汉大战时，吕后哥哥周吕侯率领汉军驻扎在汉军后方下邑，汉王兵败退到这里稍做休息，又收集败退的汉兵一路往西，经过砀山、大梁到了虞县。汉王在这里派使者随何到九江王英布那里，随何临去前汉王对他说：“如果您能使英布举兵叛楚，项羽肯定会停留下来几个月攻击英布而不能追击我们，那么我就一定有把握取得天下”。于是随何就去游说英布，英布果然反叛了楚王，楚王就派龙且去攻击他。
汉王兵败彭城西逃时也曾派人去寻找家室，除了孝惠，其他人都没找到。汉二年六月，也暨前205年6月，立孝惠为太子，大赦天下，让太子守卫栎阳，并把在关中的诸侯子弟也集中守卫栎阳。又采用水攻的方法攻取了废丘，章邯自*，把废丘改名为槐里。于同时又令祀官按时祭祀神灵，令关内军士加强边塞的防守。
此时，九江王与龙且数月交战，虽然最终失败了，但是达到了成功迟滞楚军西进追击刘邦的战略胜利，后英布与随何一起抄小路投奔了刘邦。汉王收集了各路诸侯和关中增援的兵士，在荥阳声威大振，随后在京县和索县击败了追击的楚军。
汉三年，暨前204年，魏王豹请假回家看望生病的父母，没想到一到魏国家乡就控制了黄河渡口，反汉降楚了。汉王派郦食其去劝说魏豹回头，魏豹也不听。汉王就派韩信击败并俘虏了魏豹，但是并没有*他，并让他继续为官，希望能感动他。平定整个魏地后，在其地设置了三个郡暨河东郡、太原郡、上党郡。汉王又令张耳和韩信东下，张耳和韩信攻取井陉后击败了赵国，斩*了陈馀和赵王歇，第二年封张耳为赵王。汉军驻在荥阳南，在驻地和黄河南岸间修筑了一条甬道以方便运输敖仓的军粮。这样汉军和项羽的楚军相持了一年多，期间楚军多次夺取汉军的甬道，以致汉军经常粮食缺乏，后来楚军就逐渐包围了汉军。刘邦于是请求讲和，只保留荥阳以西的地盘，项羽不同意，汉王为此忧心忡忡，生怕项羽对荥阳随时发起攻击。在此情形下汉王就采用了陈平的离间计，给他黄金四万两让他用以施计打点，果然逐步成功离间了楚王和其主要谋士亚父范增的关系。当时亚父范增正极力劝项羽趁势攻下荥阳，当发现项羽对自己起疑后很愤怒，就借口年老，希望项羽让他告老还乡，结果项羽批准后范增还未走到彭城就病死了，此计虽然使项羽暂时没有攻击荥阳，但是在楚军依旧重重包围下，汉军粮草断绝的形势越来越严峻。在此情况下，也出于战略需要，刘邦不得不要冒险突围了，为了保护刘邦，就趁夜让二千多身披铠甲的女兵敢死队冒充汉军大部队，突然打开东门冲出，城里的汉军又把城门关上了。于是措手不及的楚军都向东门追*，将军纪信坐着汉王的军车假充汉王也在其中，成功欺骗了楚军，楚军一起高呼楚王项羽万岁，又都去城东门想看看被团团围住的刘邦到底是个什么样的人，居然敢和项羽作对。在此情形下刘邦才得以带着几十名随从从楚军很少的西门成功脱逃了，西门也重新关上了。在出城前，刘邦就已经安排停当，在他出逃后由御史大夫周苛、魏豹、枞公带领所有无法出城的汉军将士继续坚守荥阳。刘邦出城后，周苛和枞公商量说：“与背叛过国家的人一起守城很危险，我们也很难与这样的人共处”，于是就把魏豹*了。
汉王逃出荥阳进入关中，招兵买马打算再次东进伐楚。一个叫袁生就对汉王说：“汉军与楚军在荥阳相持几年，汉军常常陷于困境，为扭转这个形势，你不如从武关出兵，那时项羽一定带兵南下攻击汉军，你可以深壁高垒暂不出战，楚军疲于奔命，那么荥阳、成皋一带也能得到休养生息。同时您可以派韩信去拉拢河北的赵国以及燕国、齐国反楚，如果他们不合作或者不投降，就征伐消灭他们，在这样的情况下您再去荥阳击楚也不晚。因为在这样的情况下，楚军因多处设防肯定兵力分散又疲于奔命，汉军得到休整又集中了兵力，如果在荥阳再战，肯定能打败楚军”。汉王采用了他的计策，与黥布一起先出兵宛县和叶县，并且边行军边招收兵马。项羽听说汉王在宛县，果然南下围困宛县，汉王也加强城防不与他交战。这时渡过睢水的彭越在下邳大败项声和薛公的楚军，项羽于是又带兵东下进攻彭越。汉王见项羽东进，也带兵北下驻扎在成皋。项羽打败了彭越后，听说汉王又驻在成皋，于是又带兵西进，先是攻占了荥阳，诛*了周苛、枞公，俘虏了韩王信，接着又把成皋团团包围了。汉王和滕公共乘一车从成皋北边的玉门逃走，北渡黄河，又快马加鞭跑到修武县，悄悄休息一夜后，早上自称使者通过张耳和韩信的营门，见到张耳和韩信后，刘邦就命令他俩这次把军队交给自己指挥，于是就派张耳到北边赵地去招兵买马，派韩信率一部分汉军东进攻打齐国。这次汉王得到韩信的精锐兵力，又重新振作起来，在黄河南岸的小修武犒劳军士，打算和楚军再战。朗中郑忠劝住了汉王，建议他增高城墙和深挖护城壕沟，在小修武暂时不与楚军交战，以防御为主，汉王听从了他的计策。汉王又派卢绾、刘贾带领二万步兵和数百骑兵，渡过白马津进入楚地，与在楚国腹地孤军奋战的彭越胜利会师后，联合在燕县西部击败了楚军一部，接着又攻占了原梁地的十余座城池。
再说淮阴侯韩信受命东进，还没有渡过平原津。此时汉王派去齐国的说客郦食其，也已经成功说服齐王田广叛楚，与汉和好，联合攻击项羽。在此背景下，韩信本不能再攻打齐国了，却被蒯通说动还是要攻打齐国的原因和理由，并依计而行，打败了齐军。齐王就用大锅把郦食其煮了，向东逃到了高密。项羽听说韩信率领整个河北的军队攻占了齐国、赵国，正打算攻击楚国，就派龙且、周兰去攻打韩信，韩信与他们交战，骑将灌婴做为先锋出击，一举打败了楚军并斩*了龙且。齐王田广也因被彭越追击而重新投靠彭城的项羽。此时的彭越也在原梁地不断的袭扰楚军，很大程度上断绝了楚军的粮草供应。
汉四年，暨前203年，项羽对海春侯、大司马曹咎说：“你要谨慎的守住成皋，如果汉军挑战，最好不要与之交战，只要不让他们东侵就行，我十五天之内就能平定梁地，然后再来与您汇合”。于是就亲率楚军出击，把陈留、外黄、睢阳等全部攻占了。再说大司马曹咎这边，汉军果然挑战楚军，一开始楚军坚守不出，于是汉军就接连五六天边挑战边辱骂他们，终于激怒了大司马曹咎，他决定渡过黄河追击汉军，等到刚渡到一半，汉军出击大败楚军，大司马曹咎和长史司马欣都因此自*了。项羽在睢阳听说海春侯被打败后就带兵返回，汉军此时又在荥阳东包围了钟离昧，项羽一来，包围钟离昧的汉军都撤退到险峻地带去了。
韩信此时已全部占领了齐国，就派人对汉王说：“齐国靠近楚国，齐人民风剽悍，我的权力小，如果不做代理的齐王，恐怕难以威慑压制安定齐地”。汉王见韩信自高自大，想和自己平起平坐，不由得心生恼怒，就想派兵攻打韩信。留侯张良劝刘邦说：“不如趁机立他为齐王，这样他就能专心的守住齐地了”。刘邦认为有道理，于是就让张良带着王印去张良那里立他为齐王。
项羽听说龙且被打败，也害怕了，就派盱眙人武涉去游说韩信反汉，韩信没有听从。
楚汉战争进入了战略相持阶段，双方军士都因连年的行军打仗而苦不堪言。有一次汉王和项羽隔着广武涧互相指责，项羽还要与汉王单挑决斗。汉王则列举项羽的罪过说：“当初咱们一起接受怀王命令，说好了先入关中者为关中王，你项羽非但违背了约定，又让我去贫瘠之地蜀汉为王，这是你的第一罪。你项羽假托怀王之命*了卿子冠军，自己取而代之，这是你的第二罪。当初你项羽救赵成功，应当立即返回楚都向怀王述职，而你却胁迫诸侯擅自入关，这是你的第三罪。怀王希望入关后不能残烧*抢掠，你项羽却烧秦宫室，掘其帝陵，私收秦财，这是你的第四罪。你私自*掉已经投降的子婴，这是你的第五罪。你用欺诈的手段在新安活埋了投降的二十万秦军，却封赏他们的降将为王，这是你的第六罪。你项羽把所有的王侯将领都封到好地方，把原来的王侯都迁往偏僻之地，使的他们的手下为争名夺利而反叛主人，这是你的第七罪。你把义帝赶出彭城，把彭城做为你自己的都城，又夺韩王的地盘，并把梁、楚之地，悉数占为己有，使自己占有更多的地盘，这是你的第八罪。你项羽派人在江南暗*义帝，这是你的第九罪。身为臣子却谋*君主、诛*投降的人、执政不公、不守信用、心胸狭窄不能包容，这就是大逆不道，这是你的第十罪。我和诸侯带领正义的军队一起来讨伐你这个残暴的逆贼，我可以让被你判罪受过你刑罚而被我解救出来的人和你单挑并一定能击*你项羽，因此我又何苦也没有任何必要与你单挑的”。项羽恼羞成怒，就命令埋伏的弓弩手射击刘邦，射中了刘邦胸部，刘邦却不动声色沉着的摸着脚说：“这个奸贼射中了我的脚趾”。各自回营，汉王因这个箭伤卧病在床，张良硬劝他起来巡行慰劳各个军营，以稳定军心，麻痹楚军，免得楚军以为刘邦伤重而趁机攻击汉军。汉王因为连日巡视军营而疲惫劳累，伤病加重，于是就进了成皋城养伤。
汉王病愈后，西行入关到栎阳摆酒设宴慰问父老，又把塞王司马欣斩首，把其头颅在栎阳街市上示众了四天，然后刘邦就回到驻扎在广武的军营中，这时候出关来增援刘邦的关中新兵也越来越多。
再说彭越在原梁国袭扰运送粮草的楚军，田横也去投靠他。项羽虽然多次攻打彭越等人，但总是难以大胜，而齐王韩信又攻击楚军，项羽更是难以战胜韩信。项羽害怕了，于是就和汉王讲和，平分天下，鸿沟西属汉，鸿沟东属楚，项羽派使者送回了汉王的父母妻子。双方握手言和，天下太平了，对峙的楚汉官兵都呼喊着万岁，项羽的使者也回去了。
项羽罢兵东归，汉王也想收兵西行。这时张良和陈平就给刘邦分析了形势，刘邦最后听从了他们的建议，撕毁刚达成没多久的停战协议，派兵追击项羽。到阳夏南驻扎下来，派人通知齐王韩信、建成侯彭越，约定在固陵会师，然后合击楚军。汉王到了固陵，张良、彭越却未能如期会合。楚军大败汉军，汉王又逃回阳夏城，深挖壕沟固守，最后采用张良计策，张良和彭越都来会合了，汉王又派刘贾包围了楚国的寿春。汉王在固陵打了败仗后，于是就派人召令大司马周殷带领九江兵马会合武王，路上攻占了屠戮了城父县，然后随刘贾和齐、梁诸侯的部队在垓下大会师，汉王又封武王黥布为淮南王。
汉五年，暨前202年，汉王与诸侯联合对楚军发动进攻，与项羽在垓下形成了决战之势。当时汉军的布阵是，淮阴侯率领三十万大军居中，孔将军在左边，费将军在左边，汉王在后边，绛侯、柴将军又在汉王后边，楚军的布阵是项羽集中带领十万人马正对淮阴侯。战斗开始，淮阴侯先带兵与楚军交战，被项羽打败或者佯败而退却，项羽追击，孔将军、费将军又纵军前冲两边夹击楚军，楚军因此处于不利地位，淮阴侯又乘机再次反击，在垓下项羽带领的楚军被汉军大败包围。夜里被围的楚军听到汉军中四面都唱起了楚国的歌曲，认为汉军已经攻占了所有的楚地而更加军心不稳。汉军打响了围歼战以后，只有项羽带领一部分骑兵突出重围，其残余的主力则溃不成军，汉王派骑将灌婴追*项羽，追到东城时，已经*尽了逃跑的慢的八万楚军步兵主力，基本上平定了楚国。项羽本来已经逃脱了灌婴的追击，但是因为迷路又被一个老农故意错指道路因而延误了继续逃走的时间，又被灌婴率领的汉军追上并紧紧咬住，最终在东城县的乌江边，项羽悲壮自*。此时，只有楚国的鲁县还在坚守城池不肯投降，汉王就率汉军北上包围了鲁县，并把项羽的人头让鲁县官吏父老看到，鲁县官民被威慑才投降了，于是刘邦就把项羽以鲁公的谥号葬在了穀城。接着回师定陶，骑马进入齐王韩信的军营，收回了韩信的兵权。正月，诸侯将相们达成一致意见，决定共同尊请汉王做皇帝。汉王说：“我知道只有贤能的人才能做皇帝，名不副实的人实在不配，我不敢担当皇帝的称号和地位”。大臣们都说：“大王您从一个平民起事，诛伐暴秦逆贼，平定四海，有功者封地封侯封王，这都说明您是贤能之人，所以，您如果不被尊作皇帝，恐怕天下人都会很失望，也不会相信，因此我们这些人愿意以死相请”。汉王推辞再三，实在推辞不过才说：“既然你们认为这样合适，如果对国家有利那就只好这样了”。
前202年正月甲午日，汉王在定陶的汜水北边，举行皇帝登基之礼，正式成为了汉朝的开国皇帝。
皇帝说义帝没有后人，而齐王韩信熟悉楚国的风俗，于是就改封韩信为楚王，建都下邳，齐国暂有汉朝皇室直辖；封建成侯彭越为梁王，建都定陶；原韩王信依旧为韩王，建都阳翟；改封衡山王吴芮为长沙王，建都临湘。番君的将领梅鋗只从随汉军进入武关起就立下很多功劳，所以皇帝也很感激番君。淮南王黥布、燕王臧荼、赵王张敖封地封号还和以前一样。天下太平，高祖临时建都在洛阳，诸侯都向高祖称臣，只有原临江王共驩因为忠于项羽而反叛汉朝，高祖虽然派卢绾、刘贾包围了他的城池但是却一直没有攻下，围困几个月后共驩投降，被斩*于洛阳。五月，因无战事，大部分士兵们都解甲归田了。各诸侯后代凡是愿意留在关中的，免除赋税徭役十二年，回到原籍者免除赋税徭役六年，都可享受国家免费供养一年的待遇。
高祖在洛阳南宫宴请大臣，高祖说：“我问你们个问题，你们别隐瞒我，都说实话，我的问题是，我为什么得天下？项羽为什么失去天下？”高起、王陵回答说：“陛下您因为性格敦厚，心胸豁达，不拘小节，所以常常表现出傲慢和侮辱人格的言行，但是陛下您派将领攻城略地，把收复的地方都封赏给那些将领，所以您最值的让人信服的地方就是让他们利益均沾。而项羽虽然表面上看来是仁义和尊敬别人，但实际上是嫉贤妒能，猜忌有功劳的将领，怀疑有才能的谋士，对那些攻城略地打胜仗的将领和谋士们也不封赏，这是他失去天下的主要原因”。高祖说：“你们只知其一，不知其二。如果说运筹帷幄之中，决胜千里之外，我不如张子房；巩固国家基础，安抚万民百姓，供给军队粮饷，保证交通通畅，我不如萧何；统领百万大军，战必胜，攻必取，我不如韩信。他们三位都是杰出的人才，我能得到他们的帮助，才是我取的天下的主要原因。而项羽，只有一位也算人才的范增，可惜也不为他重用，这才是项羽被我们擒*和西楚灭亡的原因”。
高祖打算让洛阳做为长期的都城，最后还是接受了齐国人刘敬还有留侯张良让他去关中定都的劝说，当天就去了关中原来的都城，暨长安附近的栎阳。六月，大赦天下。十月，燕王臧荼又造反并攻取了代国，高祖亲自带军打败了燕军，擒住了臧荼。当既封太尉卢绾为燕王，又派丞相樊哙带兵收复了被燕军控制的代国。这一年的秋天，高祖又亲自带兵打败了造反的利几，利几逃跑了。利几原是项羽的将领，项羽南逃时他是楚国陈县的县令，没有跟随项羽逃跑而是投降了刘邦，刘邦就封他为颖川侯。高祖称帝后到了洛阳，召见所有诸侯并调查他们底细，因而利几害怕就造反了，这是他造反的原因。
汉六年，暨前201年年，高祖不但每五天就去看望太公一次，而且还像平常人家一样行父子礼节。有一次，侍奉太公的仆人劝太公说：“天上不会有两个太阳，地上不应有两位君王，现在高祖虽然是您儿子，但是也是天下的万民之主，太公您虽然是做父亲的人，但是也是皇帝的臣子，怎么能让万民之主的皇帝拜见臣子呢？如果这样的话皇帝对天下就没有威严了”。刘太公觉的有道理。等到下一次高祖乘车撵来看望太公的时候，太公就拿着笤帚，把门口打扫干净后倒退着行走，不肯接受刘邦的跪拜。孝顺的刘邦大惊，赶紧问太公怎么了，太公说：“皇帝是万民之主，不能因为我而乱了天下的法律”。于是孝顺又智慧的高祖就立马尊奉太公为太上皇，保全了父子君臣礼节。当得知是侍奉太公的仆人劝说太公这样后，很赞赏的他，就赏给他很多黄金。
前201年12月，有人给皇上打报告说楚王韩信谋反，皇上就问左右大臣该怎么办，大臣们都争着想去直接讨伐他。最后还是决定用陈平的避免战争的计策，假借皇上去云梦泽巡游，在陈县召见附近诸侯的机会，逮捕了应召前去的韩信，次日，又大赦天下。有个叫田肯的谋士在朝堂上表示祝贺，并对皇上说：“陛下捉住韩信，又统治了原秦国的关中，真是可喜可贺。原秦国的是地形很好的，山河险要，千里的边界都是易守难攻，就算想反叛的诸侯有百万之众，咱们这地方只需二万人马就能抵挡的住。而咱们这么有利的地势，如果对反叛的诸侯用兵，就好像从屋脊上流下来水一样势不可挡。再说齐国，东有琅琊、即墨的富饶，南有天然屏障泰山之险固，西到黄河天险，北有渤海的地利，方圆二千里，也有千里的边疆，即使造反的诸侯有百万之众，那么齐国只需二十万也可抵挡的住。因为这些优势的原因，所以两地完全可用东秦西秦来比喻，所以说，这么重要的地方，如果不是陛下您的嫡亲子弟，就不能把他们封到齐国为王”。高祖说：“好”，然后重重赏赐了这个叫田肯的谋士。又过了十多天，高祖将韩信释放，降级封为淮阴侯，仅辖淮阴侯国淮阴县一地，但是又不让他回封地，而是让他住在栎阳。又把他原来的楚国分割出两个王国。高祖说将军刘贾功劳也不小，就把他封为刚从楚国分割出去的荆国荆王，封地辖区在淮水以东；封他的弟弟刘交为新的楚国楚王，封地辖区在原楚国淮水以西；封皇子刘肥为齐王，管辖七十多个城池，凡是说齐国口音的地方都是其封地辖区。接着高祖继续论功封赏，并给所有诸侯都办好了剖符为证的封赏任命证明。因军情紧急，高祖又令韩王信先去太原郡任职。
汉七年元月，暨前200年1月，匈奴在马邑攻打韩王信，韩王信就投降了匈奴造反了汉朝；他在白土城的将领曼丘臣、王黄就拥立原来的赵将赵利为赵王，也反叛了汉朝，高祖于是就亲自率军前去讨伐平叛。当时正是冬天，汉军十有二三都被冻伤了手脚，赶到平城后又被匈奴包围。当时的高祖和汉军主力处境十分危险，幸亏用了陈平的计策，七天后匈奴撤军，刘邦及汉军主力才得以从白登山解围。高祖解围后班师回朝，只留下樊哙收复被叛军占领的代国地区，同时封哥哥刘仲为代王。二月，高祖从平城经过赵国、洛阳，回到了长安，正好长乐宫也已经建成，于是刘邦下令将都城从附近的栎阳搬到了长安，丞相及以下的官员也都从栎阳搬到长安办公了。
汉八年，暨前199年，高祖亲率汉军东进，在东垣击败清除了韩王信的残余势力。
萧丞相主持修建未央宫，建有东厥、北厥、前殿、武库、太仓等等很多房间，高祖征战回来，见到这么浩大雄壮的宫厥建筑，很恼怒的对萧何说：“这几年集全国之力苦战匈奴还不知成败如何，你为何又如此铺张浪费把宫室修的如此奢华呢”？萧何说：“正因为天下还未安定，所以才利用这个时机修建宫室，等您征服了边疆，估计也建好了。况且您四处征战四海为家，宫殿如果不壮丽，以后就无法在所到之处树立天子威严，再说，您的宫殿和威信，也不能让后世超越啊”！高祖听了也高兴了。
高祖到东垣路过柏人县，赵国丞相贯高等人埋伏人马想要谋*高祖，高祖本想在柏人县住一晚，后来心念一动感觉不安全，就没在柏人县留宿，躲过了一劫。代王刘仲面对匈奴的侵略作战不力，逃到洛阳，后来又向弟弟刘邦自首请罪，刘邦就废掉了他的王位，改封为合阳侯。
汉九年，暨前198年，赵国丞相贯高等人企图谋害高祖的事情被发现，都被灭了三族，因而也把赵王敖的王位废除，改封了宣平侯。这一年，也把对汉朝成立做出贡献的原楚国贵族昭氏、屈氏、景氏、怀氏还有齐国的田氏，都迁徙到关中。
未央宫建成后，高祖在前殿摆下盛大的酒席宴请诸侯群臣，高祖捧着玉杯，首先起身为太上皇祝寿，半开玩笑半认真的说：“以前父亲大人您常说我是没出息的无赖，不会治产业，不会谋生，饿不死就不错了，根本就不如我二哥勤劳又有能力置家立业。那么现在我的家业成就，与俺二哥相比，谁多谁少呢”？太上皇没有回答，只是尴尬的开心笑着，群臣都呼喊着万岁，大笑作乐。
汉十年十月，暨前197年10月，淮南王黥布、梁王彭越、燕王卢绾、荆王刘贾、楚军刘交、齐王刘肥、长沙王吴芮等，都来长安，在长乐宫朝见高祖并述职，春天和夏天没有诸侯王来朝见之事。
七月，太上皇在栎阳宫去世，楚王和梁王都来送葬。高祖下令赦免了栎阳的囚犯，又将骊邑改名新丰县。
八月，赵国丞相陈豨在代国造反，皇上召集群臣说：“陈豨这个人曾经为我做事，也讲信用，因为我认为代国是很重要的地方，所以才封他为列侯并让他做代国的丞相，没想到他却和王黄等人趁机劫掠我代国谋反，但是代国其他绝大多数官员和老百姓都是无罪的，所以等收复代国后都要赦免他们”。九月，皇上亲自带兵东去讨伐攻击陈豨，到了邯郸，皇上高兴的说：“从陈豨不在邯郸派兵驻守，而希望仅凭漳水河阻敌的布局来看，我就知道陈豨是无能之人了”。又听说陈豨的将领很多都是想发战争财的以前的商人，皇上说：“我知道该怎样对付这些人了”，于是就派人拿了许多金银去收买陈豨的将领，果然使陈豨的大部分将领都被策反投降了。
汉十一年，暨前196年，高祖坐镇邯郸，征伐消灭陈豨的战事还在继续。当时陈豨的将领侯敞带领一万多人对汉军展开了游击战，王黄率军驻在曲逆坚守，张春渡过黄河攻击聊城，战事一时陷于胶着状态。汉朝派出将军郭蒙，联合齐国的很多将军共同击败这些地方的陈豨叛军。此时，太尉周勃也攻破了太原，平定了代国，把不肯投降的马邑叛军驻扎的马邑城收复时几乎完全摧毁了。高祖率领的汉军一个多月都没有攻下陈豨将领驻守的东垣，有些叛军士兵在城上辱骂高祖，高祖大怒。等被围困的东垣投降了，高祖下令把辱骂自己的士兵找出来斩首了，没有辱骂自己的都被原谅。随后又把赵国常山以北的地区划归代国，封儿子刘恒为代王，建都晋阳。这年春天，淮阴侯韩信在关中谋反，被夷灭了三族。夏天，有人告梁王彭越谋反，于是高祖废了他的王位把他迁徙到巴蜀。刘邦根据吕后进言说彭越对自己很怨恨，以后有可能还会反叛自己，刘邦觉得有道理。后来又有人告彭越还想谋反，于是高祖就把彭越及其三族都诛*了。不久刘邦就立儿子刘恢为梁王，儿子刘友为淮阳王。七月，淮南王黥布造反，向东进攻占领了荆王刘贾的不少地盘，接着又向北渡过淮河攻击楚国，楚王刘交逃到薛县。高祖亲自带兵讨伐，把黥布王位废除，并把儿子刘长封为淮南王。
汉十二年，暨前195年，高祖在会甀击败了黥布的叛军，高祖派将领继续追击逃跑的黥布后，自己带领一部分军队班师回朝。
高祖在征战黥布胜利后回归都城长安，路过沛县，一路劳累，于是就留在沛县，因为是路过，高祖也没打算长住，所以根本来不及也没必要建造新行宫，于是就在附近临时给高祖找了个房屋，权当行宫住下，汉军将士也在这房屋旁边安营扎寨，驻扎休息。第二天，刘邦就在这个临时住所里摆下宴席，把自己在沛县做官生活时的好朋友和父老子弟都召来，君臣不拘礼节，纵情畅饮。又挑选沛县的一百多个少年，准备教给他们唱歌。都喝到醉的差不多了，酒场气氛最热烈的时候，高祖亲自击筑，并演唱了自己创作的歌词：“大风起兮云飞扬，威加海内兮归故乡，安得猛士兮守四方”！高祖令那些少年也跳舞习唱，高祖因为喝醉了，也是在自己的故乡，于是也和那些少年们一起随意跳舞，想起以前的伤感往事，心情激动，不由得流下了几行热泪。高祖对沛县父兄说：“游子总是想念着故乡，沛县做为我长期生活工作战斗过的故乡，我虽然住在关中的都城，但是我死后我的魂魄也一样喜欢思念着我生活了十年左右的沛县。另外，而且我也是自在沛县做沛公开始，诛伐铲除了暴秦和逆楚，才有了天下，所以，我决定立沛县为我的汤沐邑，并世世代代免除沛县对国家的赋税劳役”。沛县全县的父兄乡亲亲朋好友在这段时间里，因为刘邦的到来也经常在一起高兴的饮酒聚餐，都在谈论着刘邦，谈起刘邦在沛县的往事，都是充满亲情和钦佩的说笑。过了十多天，高祖想要走了，沛县父兄坚持挽留刘邦在多住几天，高祖说：“我带领的人太多，您们供养不起，我也不忍心再让您们供养了”。于是离开了沛县，来到了丰邑。沛县全城的父兄也一直把刘邦送到了丰邑并把所带的各种贡品献给刘邦。高祖和沛县父兄又在丰邑住下，和丰邑父老又一起痛饮了三天。最后一天，大家又都在一起饮酒，因为是在丰邑，沛县父兄又都是是坦荡豪爽的，见刘邦迟迟没有为丰邑免除赋税劳役和立汤沐邑的意思，于是都叩头请求说：“沛县有幸得以免除徭役赋税，丰邑做为您的家乡，却没有免除，希望陛下您也可怜他们，也给丰邑免除了吧”。高祖说：“丰邑，是我出生长大最不能忘记的的故里，所以无论我生气伤心，还是给不给它和沛县一样的待遇，丰邑，都是我出生长大的故里，这个首先自不必说。我之所以不想让丰邑享受和沛县一样的待遇，都是因为他们做为我的家乡人，却跟着我最恨的雍齿反叛我而使我生气伤心的原因”。沛县父兄一再诚恳的请求，高祖才答应给予丰邑和沛县一样的待遇，免除赋税徭役，也立为汤沐邑。这一天，高祖还同时下令，将侄子沛侯刘濞改封为吴王。
再说追击黥布的汉军将士，在洮水两岸消灭了黥布主力部队，把逃跑的黥布追击到鄱阳俘虏并斩首了他。樊哙也带兵平定了代国，在当城斩*了陈豨。十一月，高祖带着讨伐黥布的汉军回到长安。十二月，高祖说：“秦始皇帝、楚隐王陈涉、魏安釐王、齐缗王、赵悼襄王都没有后代，我决定给他们的陵墓派守墓人，给秦始皇二十户，魏公子无忌五户，其余各十户”。并下令凡是被陈豨、赵利所劫持利用的代国的官员和百姓，一律赦免。二月，一个陈豨的降将对高祖说，陈豨谋反时，燕王卢绾曾景派人来到陈豨住处，应该是密谋造反的事情。于是皇上便派辟阳侯去召见卢绾回京议事，卢绾推说有病不能前来。辟阳侯回来后就对高祖说卢绾有想造反的端倪苗头。高祖于是派樊哙、周勃带兵攻打燕王卢绾，并宣告废除卢绾燕王封号，除了卢绾，赦免燕国所有参与造反的官员和百姓，同时封儿子刘建为新任燕王。
高祖讨伐黥布时，曾经被一支乱箭射中，在回来的路上就发炎生病，一直到长安，都不见好，而且肿痛的越来越厉害了，吕后就请了一个名医给他治病。医生来见高祖，高祖就问医生病情，医生说：“陛下您的病可以医治”。于是高祖就对这医生没好气的说：“就凭我以平民百姓手提三尺剑起家取天下，这难道不是天命如此吗？我的命在天，就是扁鹊，对我来说也没什么用”。然后就不让这个医生施治，给他一笔金钱把他打发走了。高祖病情越来越重，过了一些时日，吕后就问他：“陛下百年之后，萧相国也死了，那么谁可以代替他做丞相”？皇上说：“曹参可以”。吕后就问曹参以后谁适合，皇上说：“王陵可以，但是王陵多少有点憨直，因此陈平可以让协助他，虽然陈平智慧有余，但*伐果断欠缺仍难以独自担当重任，周勃稳重厚道，虽然缺少文才，但是安定刘氏天下者一定是周勃，可以让他担任主管军事的太尉”。吕后再问以后的事，皇上说：“再以后的事，就不是你我所能知道的了”。
卢绾带着几千骑兵在边界等待机会，希望能皇上病愈后亲自去长安请罪。
四月甲辰日，高祖病逝于长乐宫。吕后封锁消息，过了四天还不发布丧事消息。吕后和审食其商量说：“那些和高祖同为平民一起起事的诸侯们，一直对做为皇帝的臣子心怀不服，如今马上又要侍奉年轻的皇帝，他们会更加不服，如果不把他们全部灭族，天下就安定不了”。有听到这些话的人就把这些话告诉了将军郦商。郦商就去见审食其，对他说：“我听说皇上已经驾崩四天了都不发丧，还打算*掉所有的诸侯将军，如果真的这样做，天下就更危险了。陈平、灌婴率领十万大军守在荥阳，樊哙、周勃带兵二十万驻在燕国和代国，他们如果听说皇帝驾崩后把诸侯全部*掉，必定联合出兵攻打关中，到那个时候，关中不服这个决议的大臣肯定在朝廷内部判乱把持朝纲，诸侯们在外边造反，”那么，天下大乱，汉朝灭亡，将是踮着脚尖就可以看到的很短的时间”。审食其就把这些话告诉了吕后，他们认为有道理，于是就在丁末日向全国发布高祖去世的消息，同一日大赦天下。
卢绾听说高祖驾崩的消息，知道吕后更不会放过自己，就逃到匈奴去了。
四月丙寅日，皇帝下葬。己巳日，太子继位。群臣和太子来到太上皇庙，群臣都说：“高祖从平民起事，拨乱反正，平定天下，做为汉朝的开国皇帝，功劳最高”，于是就上尊号为高皇帝。太子承袭皇帝称号，就是孝惠帝。孝惠帝下令，让各郡国诸侯在其封地都城县邑都建高祖庙，年年按时祭祀。
到了孝惠帝五年，暨前190年，皇上想到高祖生前对故乡沛县的怀念，因为沛县已经有了高祖庙，所以就在沛县刘邦曾经住过的被当做行宫的房屋附近，又另外重新再建了一个宗庙来纪念刘邦，这就是高祖原庙。高祖所教会的一百二十个会唱大风歌的少年，都让他们以后经常在原庙奏乐唱歌跳舞，如果以后缺人了，就找人填补上空缺。
高祖有八个儿子：长子是庶出的齐悼惠王刘肥；次子就是吕后的儿子孝惠皇帝；三子是戚夫人所生的赵隐王刘如意；四子是代王刘恒，就是后来的孝文帝，是薄太后的儿子；五子是梁王刘恢，吕后当政时被迁徙到赵国改封为赵共王；六子是淮阳王刘友，吕后执政时被迁徙改封为赵幽王；七子是淮南王刘长；八子是燕王刘建。
太史公说：“夏朝政治忠厚，其弊病是百姓粗野，所以商朝政治以恭敬为主，其弊端是百姓过分相信鬼神，所以周朝政治注重礼仪，其弊病是百姓行为太虚伪。现在要改变人们虚伪的行为，就没有什么比真诚更可靠。夏商周三朝的治国之道就像是循环复始，而从周朝末年到秦朝，主要弊端就是过分讲究礼仪，而秦朝不但没有改变这种弊病，反而施用更残酷的刑法，岂不更是错误的？所以汉朝兴起，必须继续改变前朝的弊病，使老百姓生活安居乐业满足有信心，这才符合统一天下的天道道理”。
诸侯在每年的岁首十月朝见皇帝。
皇帝的座驾装饰是用黄绸缎做车驾内的衬里，左侧车前把要插上牦牛尾和野鸡尾。高祖葬在长陵。
