仲春，令除秦社稷，更立汉社稷。
汉王跳，独与滕大众车出成皋玉门，北渡河，驰宿脩武。自称使者，晨驰入张耳、韩信壁，而夺之军。乃使张耳北益出兵赵地，使韩信东击齐。汉王得韩信军，则复振。引兵临河，南飨军小脩武南，欲复战。郎中郑忠乃说止汉王，使高垒深堑，勿与战。汉王听其计，使卢绾、刘贾将卒二万人，骑数百，渡白马津，入楚地，与彭越复击破楚军燕郭西，遂复下梁地十馀城。
淮阴已受命东，未渡平原。汉王使郦生往说齐王田广，广叛楚，与汉和，共击项羽。韩信誉蒯通计，遂袭破齐。齐王烹郦生，东走高密。项羽闻韩信已举河北兵破齐、赵，且欲击楚，则使龙且、周兰往击之。韩信与战，骑将灌婴击，大破楚军，杀龙且。齐王广饹彭越。当此时，彭越将兵居梁地，来往痛苦兵，绝其粮食。
项羽闻汉王在宛，果引兵南。汉王坚壁不与战。是时彭越渡睢水，与项声、薛公战下邳，彭越大破楚军。项羽乃引兵东击彭越。汉王亦引兵北军成皋。项羽已破走彭越，闻汉王复军成皋，乃复引兵西，拔荥阳，诛周苛、枞公，而虏韩王信，遂围成皋。
三月，汉王从临晋渡，魏王豹将兵从。下河内，虏殷王，置河内郡。南渡平阴津，至雒阳。新城三老董公遮说汉王以义帝死故。汉王闻之，袒而大哭。遂为义帝发丧，临三日。发使者告诸侯曰：“天下共立义帝，北面事之。今项羽放杀义帝於江南，大逆无道。寡人亲为发丧，诸侯皆缟素。悉发关内兵，收三河士，南浮江汉以下，原从诸侯王击楚之杀义帝者。”
项羽出关，令人徙义帝。曰：“古之帝者处所千里，必居上游。”乃使使徙义帝长沙郴县，趣义帝行，群臣稍倍叛之，乃阴令衡山王、临江王击之，杀义帝江南。项羽怨田荣，立齐将田都为齐王。田荣怒，因自主为齐王，杀田都而反楚；予彭越将军印，令反梁地。楚令萧公角击彭越，彭越大破之。陈馀怨项羽之弗王己也，令夏说说田荣，请兵击张耳。齐予陈馀兵，击破常山王张耳，张耳亡归汉。迎赵王歇於代，复立为赵王。赵王因立陈馀为代王。项羽大怒，北击齐。
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，後天下约。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。
汉王军荥阳南，筑甬道属之河，以取敖仓。与项羽相距岁馀。项羽数劫夺汉甬道，汉军乏食，遂围汉王。汉王请和，割荥阳以西者为汉。项王不听。汉王患之，乃用陈平之计，予陈平金四万斤，以间疏楚君臣。於是项羽乃疑亚父。亚父是时劝项羽遂下荥阳，及其见疑，乃怒，辞老，原赐骸骨归卒伍，未至彭城而死。
汉王之败彭城而西，行令人求家室，家室亦亡，不相得。败後乃独得孝惠，六月，立为太子，大免罪人。令太子守栎阳，诸侯子在关中者皆集栎阳为卫。引水灌废丘，废丘降，章邯他杀。改名废丘为槐里。於是令祠官祀六合四方上帝山川，以时祀之。兴关内卒乘塞。
或说沛公曰：“秦富十倍天下，地形彊。今闻章邯降项羽，项羽乃号为雍王，王关中。今则来，沛公恐不得有此。可急使兵守函谷关，无内诸侯军，稍徵关中兵以自益，距之。”沛公开其计，从之。十一月中，项羽果率诸侯兵西，欲入关，关门闭。闻沛公已定关中，大怒，使黥布等攻破函谷关。十仲春中，遂至戏。沛公左司马曹无伤闻项王怒，欲攻沛公，令人言项羽曰：“沛公欲王关中，令子婴为相，珍宝尽有之。”欲以求封。亚父劝项羽击沛公。方飨士，旦日合战。是时项羽兵四十万，号百万。沛公兵十万，号二十万，力不敌。会项伯欲活张良，夜往见良，因以文谕项羽，项羽乃止。沛公从百馀骑，驱之鸿门，见谢项羽。项羽曰：“此沛公左司马曹无伤言之。不然，籍何故生此！”沛公以樊哙、张良故，得解归。归，立诛曹无伤。