十月，燕王臧荼反，攻陷代地。高祖自将击之，得燕王臧荼。即立太尉卢绾为燕王。使丞相哙将兵攻代。
高祖之东垣，过柏人，赵相贯高档谋弑高祖，高祖心动，因不留。代王刘仲弃国亡，自归雒阳，废觉得合阳侯。
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，天子在後，绛侯、柴将军在天子後。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。
八月，赵相国陈豨反代地。上曰：“豨尝为吾使，甚有信。代地吾所急也，故封豨为列侯，以相国守代，今乃与王黄等劫夺代地！代地吏民非有罪也。其赦代吏民。”玄月，上自东往击之。
项羽解而东归。汉王欲引而西归，用留侯、陈平计，乃进兵追项羽，至阳夏南止军，与齐王信、建成侯彭越期会而击楚军。至固陵，不会。楚击汉军，大破之。汉王复入壁，深堑而守之。用张良计，於是韩信、彭越皆往。及刘贾入楚地，围寿春，汉王败固陵，乃使使者召大司马周殷举九江兵而迎武王，行屠城父，随刘贾、齐梁诸侯皆大会垓下。立武王布为淮南王。
萧丞相营作未央宫，立东阙、北阙、前殿、武库、太仓。高祖还，见宫阙壮甚，怒，谓萧何曰：“天下匈匈苦战数岁，成败未可知，是何治宫室过分也？”萧何曰：“天下方不决，故可因遂就宫室。且夫天子四海为家，非绚丽无以重威，且无令後世有以加也。”高祖乃说。