围的战法，把善于野战的项羽困死在固陵城下。
然而，三天过去了，楚军连个人影也没有。韩信赶忙派出远探、近探、流行探去各处打探。探听的结果是项羽是朝西北而去，是冲着正在大步行军的刘邦的主力而去的。想起在睢水的两次惨败，韩信和彭越感觉到有些焦虑，他们赶忙催动军马，向刘邦的方向靠拢过去。
而这个时候的项羽带领着自己的军队，没有一点儿畏惧地向刘邦亲自指挥的汉军主力迎面而去。汉军现在可是一支成熟和善于打遭遇战的军队了，正在穷追猛杀的汉军突然得到前面出现大批楚军的消息，也并不惊慌，在刘邦的亲自指挥下就地安营。
汉军这边大营安好，楚军在项羽的率领下已经杀到了。刘邦命令他的军队乘着项羽的军队远道而来还没来得及休整，用他们的骑兵分三批轮番冲击项羽的楚军。大队人马终于相遇了。
项羽为了迎战刘邦，也是采取了和过去几乎相同的战术，把他的精锐骑兵排在军队的最前头。汉军遭遇了楚军的硬骨头，打头阵的汉军像是碰到坚硬石头的潮水一样，很快就退了回来。第二批的汉军在楼烦的带领下，呐喊着又冲向楚军，楚军的骑兵在楼烦的连珠弓弩的攒射下，纷纷从战马上跌落。
楼烦带领的这批人马已经杀到楚军的中间地带了，他们此前还没有遭遇到强大的对手，这时正在兴头上。项羽的大军分三面朝他们涌过来，汉军大败。
汉军第三批次的攻击部队见前面的批次已经得手，他们是连忙催动战马，也加入到了战团。现在被败退的汉军一冲击，自己也稀里糊涂地往回逃跑，结果，三支汉军都大败而归。回来的人马只有出去时的三停中的一停而已。
刘邦见到这个情景，赶忙指挥自己的军队避让到刚刚修建的壁垒里去了。项羽率领的人马是轻骑兵，没有攻坚的能力，也只好作罢，在原地和汉军对峙着。
张良给刘邦提议：“大王，我们现在和楚军对峙，楚军一定是不会和我们打持久战的，我们自己也不能打持久战，因为我们的粮草携带得不多啊！现在，齐王韩信和魏王彭越的大军彼此间距离拉得比较开，他们要是这个时候过来支援刘邦您，那就会给项羽留下可乘之机。他来追击我们，可只带了少量的骑兵，辎重和大队都是保留在了阳夏附近的山区。我们不能给他这个机会，他们要截断项羽和他的大队的联系。大王，请您下令，要韩信和彭越他们在项羽楚军的外围成掎角之势屯扎，不要让项羽通过。同时，下令大将刘贾进入楚地，再命令大司马周殷率领九江兵马也入楚攻击楚国腹地。大王您还可以利用一个人，只需要册立他一个淮南王的头衔，这个人就会成为项羽断路人。这个人就是过去的九江王黥布，他和大王您可是老朋友了啊！他一定会帮助您的。”
张良的话让刘邦大喜，他马上派出使者，向各地传达命令去了。
与刘邦对峙中的项羽，他又在想办法金蝉脱壳，想要乘汉军的合围还没有形成的时候，再回阳夏，夺取阳夏，退回楚国。但是，汉军的追击部队就是迟迟没有动静。他们的人马不运动，空隙也就形不成，那在运动中钻空子的战法就只好落空了，项羽万分焦急。
刘邦命令追击，到阳夏南面让部队驻扎下来，和齐王韩信、建成侯彭越约定日期会合，共同攻击楚军。
此后，项羽一直陷入疲于奔命中，不停地被围追堵截，虽然每次都能打败汉军，但兵力损失惨重，人数越来越少，整个部队越来越疲惫，粮草供给成为他失败的致命伤。
在阳夏驻防的楚军久等项羽不至，他们开始动摇了。每天逃散的士兵都在千人以上，刚开始，将领们还没有动摇。后来，连一些将领也失心失德了，他们也在准备着逃回楚国去。因为他们听说项羽在固陵西北被汉军困住了，不能动弹。而又有谣传说汉军主力已经攻占了楚国的几处要地，现在的楚军已经是背腹受敌，形势危急，每天逃散的军队就接近万人。
这个时候，统率驻军的军师武涉再也坐不住了，他只好带领剩余的人马向项羽靠拢过去。而在外围屯驻的齐魏两王的汉军，见楚军十多万步兵向项羽靠拢过来，并没有掩杀过去，反而放开一条道路，让这些楚军过去了。
汉军在楚军全部会合后并没有立即开展什么动作，而是三军形成了一个品字形，把楚军围困在了核心的位置。项羽现在是杀气大起，他决心从彭越的方向突围出去。就在项羽下决心突围的时候，彭越的部队主动让出了一条道路，他们和韩信的人马合兵一处了。这条路乃是直通到楚地的捷径——垓下的道路。项羽心中大喜，只是他也明白，从这里前往垓下的道路很是崎岖，很不好走。但是，现在的项羽和楚军还有得选择吗？他们只好取道垓下，准备越过垓下回到楚国。他们哪里知道，在垓下，正有一场劫难等待着项羽和他的十万楚军。
刘邦的追兵已经把垓下给包围了，而在通往楚国的一面，刘贾和黥布的两路大军也已经从楚国方向穿插到位，在垓下山东面设下层层包围。看来，把项羽引入垓下，那可是刘邦集团苦心经营许久的事情。
但是，项羽毕竟是一位杰出的战术专家，他应用的战术，还不是现在的汉军可以立刻发动攻击去攻打得了的。这垓下也真的太难攻克了。所以，在兵围垓下三天后，他们就一直没有什么动静。而项羽的部队，在山上驻防，虽然水源不用犯愁，但是粮草渐渐地有些接济不上了。
刘邦马上召来张良，问道：“我早就派人叫韩信和彭越领兵来支援，怎么不见他们的人影呢？”
“韩信虽然被封为齐王，但不是大王主动分封的，是他自己请求所得。而彭越攻下梁地许多城邑，他难道就不想为王吗？”张良的话一下子让刘邦如梦初醒。
刘邦随后听取张良的建议，把由陈以东至东海的地方封给韩信，把睢阳北部直至咨城封给彭越。果然，得到了分封，韩信和彭越马上就带兵出发了，与此同时，黥布、刘贾和新近背楚归汉的大司马周殷等率部也来会合了。面对敌人四面围攻而来，项羽只得无奈地长叹一声，随即下令撤军。
在选择逃跑路线上，项羽此时面临两难境地。如果乘韩信和彭越等人还没有赶来之际，带兵火速向自己的老窝彭城撤军，那样一来，自己就可以化险为夷，转危为安了；如果先到垓下，然后再绕道灵壁回彭城，这样要走好多的弯路，时间上就要耽搁较长。当时已火烧眉毛，容不得再多耽搁了，按理说项羽肯定会选择直接火速向彭城撤军。但项羽却在这个生死攸关的重要时刻，选择了第二种逃跑路线，先到垓下，再绕道灵壁回彭城。
原因是他最为心爱的女人虞姬，此时正被汉军围困在垓下。
公元前204年十二月，项羽率楚军退到了垓下。项羽刚刚见到自己日夜牵挂的虞姬，两人还来不及诉说衷肠，刘邦便率军分成四路包抄过来了。直到这时，项羽第一次有了穷途末路之感，他此时唯一的愿望就是带着虞姬回到自己的老家彭城去。
然而，面对刘邦几路大军的合围之势，彭城竟也成了项羽心中遥不可及的梦想了。即便如此，危难中的他表现出了一个优秀将才应具有的素质。他把所有的将领都聚集在一起，清点了一下，还有十几万人。十几万相对于刘邦三四十万联军来说是有点儿少。项羽当年只带三万精兵就杀得刘邦四五十万联军丢盔弃甲，甚至连刘邦本人也九死一生才得以保全性命，人数对项羽来说，不是取胜的必要条件，论勇猛他如果说是第二，谁也不敢说是第一。
秦朝悍将章邯在碰到项羽前，每战必胜，陈胜的革命军几乎全都是他一个人消灭的。但在项羽面前仿佛碰到了克星一样，每一次交手都败得一塌糊涂。在巨鹿大战中，眼看他就要攻下围了数月之久的巨鹿了，然而，正是项羽的搅和使得他前功尽弃。最后在走投无路的情况下，还不得不向项羽低下骄傲的头。
抛开英雄气概不说，从客观上来分析，此时的项羽又的确是身处绝境，因为彭城之战和这完全不同。刘邦他们当时因为轻而易举就夺得项羽的老窝彭城而沾沾自喜，存在夜郎自大麻痹大意之心。项羽当时作出果断的决定，只精挑细选了三万精兵从齐地出发，进行了强有力的反击，他们行动迅速，作风勇猛，以迅雷不及掩耳之势打了刘邦联军一个落花流水。
但现在是在垓下，项羽对此地其实根本就不熟悉。
项羽虽然拥有十万之众，但这个疲惫之师由于粮草的短缺，现在连饭都吃不上，试想，吃饭穿衣这是人最起码的生存条件，如果连这个都没有的话，还谈什么打仗。刘邦的联军从四面八方围来，他们都是有备而来，而且士气高昂，他们的最终目标就是彻底击败项羽。这和他们在彭城的骄傲轻敌思想已形成鲜明对比。
单从以上分析，项羽已处于绝对的劣势。而令他的处境更为艰难的是，刘邦身边多了一个韩信，用兵如神、料事如神的韩信。项羽之所以会有被围困的这一天，全是拜这个韩信所赐。韩信凭借个人的力量几乎把天下的诸侯都搞定了，能说服的就招降，不能说服的就动武，总之哪里“不平”哪里就有他。
而如今这垓下大决战已不可避免，名义上可以看做刘邦和项羽的最后决战，但实际上是韩信和项羽的对决。韩信是这样对一场至关重要的大决战进行部署的。垓下原本是个小地方，一夜之间聚集了四十万人马，顿时漫山遍野，人满为患。刘邦虽然带兵打仗多年了，但哪里一下子统过这么多兵。就在这时，他作出了一个极为明智的决定，那就是及时把这三十多万兵马的指挥权交给韩信。
事实证明，刘邦这是一锤定音的举动，使得韩信的才华在这一战中得到了最大限度的发挥。大决战前韩信首先选了十个出色的将领，这些将领中当然包括樊哙�