垓下之战为楚汉战争中的最后一场大战。
公元前203年，项羽军队因连续征战，兵疲粮竭，且当时的他腹背受敌，逐渐陷入孤立无援之境，于是项羽被迫接受了刘邦的和谈建议，当年8月，双方订立和约，以鸿沟为界，中分天下，合约订立后，项羽急率十万楚军绕路向固陵方向迂回撤军，而刘邦也正要率兵回关中，但就在这时，张良、陈平却力劝刘邦撕毁和议，趁楚军疲弊之际发动偷袭，刘邦听后采纳了二人的建议，当即就率部在楚军退兵的路上发起追击，大军追至阳夏南时，刘邦与韩信、彭越约定合围项羽，然而两人却并未如期而至，结果刘邦被项羽击败，后他引兵退入陈下并坚守不出，就这样刘邦再次被项羽合围，期间他向张良询问计策，张良建议他可加封土地于二人，使其各自为战，刘邦听后，将陈以东至大海的领土封给了韩信，又将睢阳以北至古城封给了彭越，二人获得封地后，终于挥军南下，随后刘邦又命刘贾联合英布共同北上，以五路大军一起对项羽发动合围。
韩信南下后，先是攻占了楚都彭城等大片地区，随后又出兵楚军侧背，自东向西夹击项羽，另一边彭越率数万兵士先南下后西进，与刘邦本部军队共同将楚军逼退，他趁项羽南撤至阳夏时，率兵攻克了昌邑附近的20多个城邑，并缴获十多万解谷物，将其用作汉王军粮，而刘邦也趁机展开追*，并于当年10月大败楚军，攻克了阳夏，期间樊哙还俘虏了楚大将周将军以及兵士4000人，后刘邦率军将项羽追击至固陵，并同时派出刘贾率部南渡淮水进攻寿春，刘贾到后，先是招降了楚大司马周殷，而后周殷背叛项羽，帮助刘贾攻下了九江，之后二人与英布军队会师，集结于垓下，将项羽南逃的后路截段，不久灌婴与靳歙率骑兵团从彭城赶往固陵，项羽得知后，为防止自己被包围，于是他率军退守至陈下。
而刘邦则在灌婴与靳歙的骑兵到达后发起了反攻，由宣曲侯丁义与汾阳侯靳强为先锋军队向固陵楚军发起进攻，楚大将钟离眛的部队被击破，后项羽逃往陈县，拉开了陈下之战的序幕，当年11月，刘邦亲往颐乡与灌婴会合，随后便对楚军形成合围之势，项羽见状只能继续向东撤退，此时楚地寿春已被刘贾攻克，刘贾侧反周殷后，周殷屠戮了六县，与英布一同北上，后三人汇合前往城父至垓下一线，途中经过城父时，为了断掉楚军的补给，还对其进行了屠城，于是项羽东逃时，只能越过已成空城的城父，向垓下而去，之后汉武五路大军迅速追赶上去，已超过60万的兵力，将十万楚军层层包围在垓下。
随后，刘邦任命韩信为联军统帅，由他指挥此次大战，于是韩信令刘贾、英布军以及彭越军分别自南北封锁楚军出路，而他本人则亲率30万大军与刘邦本部军20多万合成一部，排列成五座连阵，其中韩信的30万大军为前锋主力，另有孔熙、陈贺各率军数万为左右翼，而刘邦则坐镇中军，率本部军尾随其后，并以周勃、柴武等军断后，面对汉军严密的包围，楚军退守不能，且当时项羽军队缺粮已久，士兵们都疲惫不堪，处于绝对劣势，因此项羽只能寄希望于强力冲锋，以突破韩信前军，将中心指挥击*，这样才能击溃汉军，扭转战局，于是当韩信对楚军发起第一次进攻时，项羽亲率十万楚军，由骑兵在前，步兵在后发起了猛烈冲锋，很快汉军不敌，前阵部队被击溃，韩信见状，立即就下令大军撤退，并以30万大军掩护指挥部与刘邦的十万兵马，而楚军则在后面展开猛烈追击。
期间，项羽一马当先，率十万将士猛冲，一连攻破了汉军的数道防线，致使汉军30万大军溃散过半，就在汉军边战边退时，刘邦调度孔熙、陈贺两翼军队从左右迂回牵制楚军的进攻，双方激战半日，楚军虽破军无数，但始终都无法突进汉军指挥部，而韩信不断后退，也一直没在项羽面前出现过，与此同时，项羽迅猛的冲锋使得他与军队的距离越拉越开，在他之后的骑兵主力一边追赶，一边冲散踩踏被项羽冲锋所打开的汉军缺口，后面的步兵部队也边打边追赶前面的骑兵，打到最后，楚军的队伍越来越松散，已经失去了原本的队形以及队伍之间的配合，一直打到下午，汉军都一再后退，最后终于与左右迂回的军队形成前后夹击之势。
随后汉军左右两翼军队向楚军后方侧翼发起攻势，并将楚军落在后面的步兵部队合围起来，使其步兵与骑兵部队分离，双方将士当即就展开了战斗，楚军拼死抵抗，与汉军绞斗在一起，汉军因此牵制了楚军的进攻势头，于是项羽只能率残兵返回救援步兵，当韩信得知左右翼军队成功牵制楚军步兵时，立即就开始组织反击作战，并将刘邦中军部队也全部投入，而后韩信便率汉军向楚军前锋部队发起反冲击，以数十万的大军对楚军形成前后夹击，项羽见状，立刻下令全军反向突围，冲开汉军左右两军的包围后退回营中。
之后，楚军退守垓下，饥饿疲敝且士气低迷，这时刘邦命汉军学唱江东楚国的民谣，当天晚上，汉军四面皆响起楚歌，楚军以为汉军已经完全占领楚地，因此都军心溃散，无力再战，于是项羽抛弃大部队，趁夜率800骑兵向南突围，在渡过淮水后，项羽身边就只剩下100多人，而刘邦直到第二日黎明才发现项羽已经逃走，于是他连忙命灌婴帅5000骑兵展开追击，不久楚军因迷路被汉军追上，双方进行多场战斗后，项羽所率的100余骑还剩二十八，当时项羽突围至长江北岸乌江，乌江亭长建议项羽过江前往江东，然而项羽却觉得当初起兵时有8000江东子弟跟随，如今自己却孤身而返。
项羽自觉无颜面见江东父老乡亲，因此不愿过江，很快汉军追赶上来，项羽命仅剩的28骑兵下马战斗还击，*了汉军500余人，随后项羽自刎身亡，至此垓下之战以刘邦胜利，项羽失败而告终，之后刘邦继续进攻楚地，并先后夺得吴郡、会稽等郡，将楚地的反抗势力逐步瓦解，最终刘邦取得楚汉战争的完全胜利，结束了秦末以来混战的局面，又重新建立起一个繁荣强盛的王朝。
