左边，费将军在右边，刘邦领兵随后，绛侯周勃，柴将军跟在刘邦后面。项羽的军队大约有十万。
淮阴侯韩信首先与楚军交锋，楚军拼死冲杀，韩信没有占到上风，便慢慢向后退却。这时左军孔将军，右军费将军，两军同时攻上去，楚军见形势不妙，想撤已经来不及了。淮阴侯乘势再次从正面攻上去，大败楚军于垓下。
项羽十万雄兵，一代英豪，一旦战败也是不知所措。当夜晚听到了汉军唱起了楚地歌谣，思乡心切，已经没有了斗志。以为汉军占领了全部楚地。项羽战败逃走，楚军没了灵魂，因此楚军全线崩溃。
刘邦派骑将灌婴追杀项羽，一直追到东城，杀了八万楚军，终于平定楚地。项羽冲出重围，回头看，跟随自己冲出重围的将士，已不足百人，项羽仰天长叹道：这是天要灭我啊！想我项羽自从起兵，攻无不克，战无不胜。如今怎么就走到这一步，真是可悲，可叹呀，说完拔剑自刎。
刘邦终于平定了楚地，只有鲁县人没有归顺刘邦，坚守城池。因为义帝当年封项羽为鲁公，鲁县人为项羽守节，刘邦命人把项羽的人头送给鲁县，鲁县人民才归顺汉王。
刘邦按照鲁公这一封号的礼仪，把项羽葬在谷城。战争结束了，刘邦最不放心的就是韩信，他率队驰马到齐王韩信军营，夺了韩信的兵权。
刘邦灭了项羽，统一了天下。诸侯及将相共同尊请汉王刘邦为皇帝。刘邦说：皇帝的称号，只有贤能的人，才有资格拥有，我可承担不起皇帝尊号。大臣百般尊请，刘邦再三辞让。实在推辞不过，只好听从安排。刘邦在汜水北面登皇帝位。
