小龙女继续说道汉四年（公元前203年）八月，楚军粮尽，项羽被迫议和，刘邦亦未能调来韩信、彭越援军，于是双方订立和约“中分天下”，划鸿沟（古运河，位于今河南荥阳以东）为界，东归楚、西属汉。楚汉两军在荥阳、成皋一线相持两年零五个月后，休兵罢战。
和约定立后，刘邦派使者至楚营请求放还刘邦家属，但都一一遭到拒绝。后来侯生往使，成功说服项羽放还刘邦家人。刘邦拜侯生为“平国君”，但侯生受封之后即隐退。
固陵之战
汉四年（公元前203年）九月，项羽遵约东撤，刘邦亦欲西返。张良、陈平认为“汉有天下太（大）半，而诸侯皆附之。楚兵罢（疲）食尽，此天亡楚之时也”，建议“不如因其机而遂取之”。
此时灌婴已攻克楚国的都城彭城，项羽对夺回彭城没有信心，只得离开荥阳向南撤退。
汉五年（公元前202年）十月，刘邦率领大军追击项羽，命令靳歙先击破盘踞在济阳的项悍，此时灌婴还在平定彭城周边之地，到了阳夏南，停止进军，派使者招韩信、彭越前来会合，韩信当了齐王后，欲坐观楚汉成败，拒绝了刘邦的调遣，彭越亦以魏地刚刚平定不能前往为由予以拒绝。刘邦追项羽至固陵（今河南太康南），因齐王韩信、建成侯彭越按兵不动，未如期会师，遭楚军攻击，大败，楚将灵常降汉，被迫坚壁自守。
刘邦预测到项羽将往楚国的故都陈县、寿春据守。分兵与刘贾，渡过淮河，先占据陈县南边的寿春，断截项羽的下一站据点，并策反楚国大司马周殷。灌婴已完全平定淮北，项羽率军南撤，汉军追击，击败楚将钟离昩。
陈下之战
项羽南逃至陈县，大将钟离眜也赶到，汉五年（公元前202年）十一月，汉将靳歙从济阳来与刘邦会合，同时平定淮北的灌婴到达苦县（今河南省鹿邑县）的颐乡，刘邦与灌婴会合，对驻陈的楚军形成东西夹击合围之势，项羽只得继续东撤，陈县县令利几降汉。
城父之战
项羽继续向东而逃。此时刘贾已攻占了寿春，项羽无心攻打寿春，立即调转马头，转向东方逃跑，越过已被屠成空城的城父。（注：成父（今毫州）与垓下（今灵璧）均是在陈下（今淮阳）正东边，而不是东南边）
刘贾派人策反了楚大司马周殷，周殷叛楚，以舒县之兵屠戮了六县，与英布一同北上.，与刘贾会合，离开寿春，前往城父垓下一线对项羽进行战略合围，经过城父时对其进行了屠城，鸡犬不留。身在齐国的韩信，见项羽大败，三分天下已无望，于是离开齐国，来到城父与刘邦会合。无论屠六县还是屠城父都是为了让楚军得不到补给和立足之地。
结果
垓下之战
参见：垓下之战、十面埋伏
汉五年（公元前202年）十二月，项羽逃离城父，逃至垓下，汉军迅速跟上，将10万楚军包围于垓下（今安徽灵璧）。
楚军兵少食尽，屡战不胜，夜闻四面楚歌，军心瓦解。项羽大惊曰：“汉皆已得楚乎？是何楚人之多也！”，于是夜起慷慨悲歌，曰：“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！”“歌数阕，美人（虞姬）和之（参见霸王别姬）。项王泣数行下，左右皆泣，莫能仰视”。
是夜项羽率800余骑兵趁夜突围南逃，天明后刘邦方才发觉，遂派灌婴率数千骑兵追击。
楚军渡过淮河后只剩下百余骑，逃至阴陵（今安徽定远县西北）时因迷路，问路一田父，田父诓骗而左行，结果陷于沼泽，致使汉军追上。
至东城（今安徽定远县境内）时，仅剩下28骑，项羽自度难以脱身，却依然说：“天亡我，非战之罪也。”
逃至乌江（今长江，位于今安徽和县东北乌江镇）时，乌江亭长力劝项羽过江，以图东山再起，项羽却说：“天之亡我，我何渡为！且籍与江东子弟八千人渡江而西，今无一人还，纵江东父兄怜而王我，我何面目见之？纵彼不言，籍独不愧于心乎？”自觉无颜见江东父老，不肯渡江。
接着在力杀汉军数百人后，自刎而死。
后续
垓下一战，刘邦全歼楚军，获得最后胜利。项羽败亡后，楚地陆续平定，最后唯原项羽封地鲁不下，汉军乃以项羽头示鲁，鲁遂降，楚国至此全部平定。
楚汉战争末期，属楚国阵营的衡山王吴芮、九江王英布先后归附汉王刘邦，唯临江王仍不听命。
汉五年（公元前203年）十二月，汉军又攻破临江国都江陵（今湖北荆州），俘虏项羽所立的临江王共尉。
影响