刘邦回到汉中，张良却对刘邦说：“大王，现在咱们已经占据了大半个天下，魏、赵、燕许多诸侯都归附了咱们，而项羽与齐国战事不断，主力军队有很大损伤，我们不如乘此机会，把他消灭掉。否则，等到他兵精粮足之时，我们就很难对付了。”汉王刘邦采纳了张良的建议，决定乘机攻打项羽，不给他任何机会。刘邦知道自己的兵力不足，便派人去通知韩信、英布、彭越等人，叫他们配合作战。
公元前202年，刘邦率军追击项羽，项羽一直退到固陵(今河南太康)。刘邦约好和韩信、彭越两支军队在此汇合，共同击败项羽。可是两支队伍迟迟不到，而项羽一看刘邦没有了援兵，立即停下来，和刘邦大战。楚军大败汉军，刘邦只好死守城池，不敢轻易出兵。刘邦问张良，为什么韩信、彭越等人不如约而来，张良说：“楚军眼看被消灭，韩信等人战功显赫，但他们还没有封地，自然不肯来，您如果和他们共享天下，他们肯定会出兵。”正在这时，韩信派来使者，要求刘邦封他为王。刘邦心想：难怪他不出兵，果然不出张良所料，他们想称王。张良悄悄地对刘邦说：“大王，项羽并不可怕，但是我们内部如果不团结，到手的天下很可能溜走，我们不如顺水推舟，做个人情，封他们为王。”
刘邦听了张良的话，便对使者说道：“韩将军战功显赫，就封他为齐王，陈(今河南淮阳)以东滨海一带都归他管辖。”并派张良送去了大印。
刘邦封了韩信，怕其他诸侯不服，也都分别加封：封彭越为梁王，管辖瞧阳(今河南商丘)以北至谷城(今山城东阿)，又封英布为淮南王，主管淮南一带。
刘邦分封诸侯之后，各家诸侯为了自己的利益，都纷纷出兵。
韩信、彭越带领人马立即起程，英布、刘贾也进攻九江郡，劝降了项羽的大司马周殷共同率兵前来汇合。
刘邦的军队壮大了。各路人马加到一起，足有30万。刘邦一看自己的队伍如此壮大，便命韩信为总元帅，率领30万大军攻打项羽。
韩信深知项羽十分勇猛，不可硬拼，要智取。于是他把军队分成10队，布置了十面埋伏阵，请汉王镇守大营，自己带领3万精兵直追项羽。
项羽仍然十分骄傲，他认为韩信只不过是一个胯夫，没法和自己相提并论，根本不把韩信放在眼里。项羽把10万大军撤到了垓下，就地扎营，不再东撤，决定与韩信大战一场。
韩信派人去高声叫骂：人心皆背楚，天下已归刘；
韩信屯垓下，要斩霸王头！项羽一听，十分恼怒，提着铁戟就冲出帐外，而其他的将士一看大王都出去了，便赶紧随着出营迎战。
韩信一看项羽出来迎战，心中大喜，心想：项羽啊，项羽，这次我可真斩霸王头了。韩信一边作战，一边命令士兵后退。而项羽不知是计，越战越勇。突然之间，汉军伏兵四起，成千成万，无边无沿。楚军本来就无心迎战，看被汉军层层包围，早已毫无斗志了，逃的逃，亡的亡，有的扔下武器倒戈投降。项羽一看形势不妙，知道自己身单力孤，不是汉军的对手，只得拼命杀出一条血路，带领残兵败将逃回垓下大营。
项羽回到帐中，累得喘不上气来。他身边有个美女，名叫虞姬。她多年和项羽在一起，经历了无数战争，今天一看汉军如此多，心中有了一种不祥之感。
她一看项羽回来了，从表情上就可以看出项羽打了大败仗，所以忙给项羽斟上酒，陪项羽喝酒。
项羽边喝边想：刘邦老贼不讲信义，当初鸿门宴之时，我不如听亚父范增的话，杀了他，今日一见，果然是放虎归山必有后患啊！虞姬不忍心打扰项羽，只是默默地陪着项羽，她心里也明白，楚军处境十分危险。
深夜，一阵阵西风呼呼直响，随着风声，四周响起了楚歌，悲惋苍凉。虞姬难以入眠，看着疲劳的项羽，心中一阵伤心。而项羽也突然醒来，嘴里说道：“完了，我一世英名全完了，刘邦一定全部占领了楚地，否则汉营中不会有这么多人唱楚歌。”项羽想起自己率领千军万马在巨鹿大败秦军，又分封天下诸侯，那时是何等威风，而如今竟落得如此地步，心中一阵悲凉，唱道：力拔山兮气盖世，时不利兮骓不逝，
骓不逝兮可奈何，虞兮虞兮奈若何？
项羽唱完，落下了英雄泪，虞姬也随着唱了一首：
汉兵已略地，四面楚歌声。
大王意气尽，贱妾何聊生。歌声凄凉，歌后，二人举杯诀别。虞姬对项羽说：“大王，你英明一世，我能陪伴你，真是三生有幸。我生随你，死也随你。但愿我死后，你多多保重，有朝一日，重整河山。”说完趁项羽不注意，拔剑自杀。这就是自古流传的悲剧：霸王别姬。项羽怀抱虞姬的尸体，怒目含泪。外边的乌骓马嘶鸣不止，楚歌不断。项羽在虞姬倒下的地方，掘土成墓，埋葬了虞姬的尸体。
项羽抹掉英雄泪，牵过乌骓马，带上铁戟，带领800骑兵，趁天黑向南跑去。
韩信早已派人暗中监视项羽的行动。项羽刚一举兵出帐，韩信就派几千汉军前去追杀。
项羽一路跑，一路战，一直向东冲杀。跑到江东时，他身边只剩下26名士兵。项羽十分悲凉，心想：我项羽当年叱咤战场，统帅几十万人马，而如今只有26人，多么可怜啊！
这时乌江的亭长，驾着一只小船，停在了岸边，对项羽说：“大王，赶快上船，离开这里。我们以后再积蓄力量，攻打刘邦老贼。”
项羽摇了摇头，叹了一口气道：“想当年，我自封霸王，天下归我，而如今我身边只有26人，我无颜再见江东父老啊！”
亭长忙劝道：“大王，只要您在，就不怕没有机会报仇雪恨。大王，快上船吧！汉军已追杀了过来，再不上船就晚了。”
项羽仍是摇了摇头，说道：“亭长，我有一事相求，我今生非常喜爱我的虞姬和这匹乌骓马，只可惜虞姬已亡，我不忍心看到我的宝马也被杀死，请你把它牵到船上，好好喂养它。”
亭长含着泪把项羽的马牵到了船上。这时汉军已到，几千人把项羽围了个水泄不通。项羽奋力厮杀，但寡不敌众，身体多处受伤，最后在乌江边拔剑自刎。其他的26名将士也都战死在疆场上。
曾不可一世的霸王，竟在一片楚歌声中逝去！
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