项羽没想到刘邦这么流氓，说话完全如同放屁，非常愤怒，但自己兵少食尽，也拿流氓没有办法。他在阳夏城停下来，和刘邦作战，不利，樊哙率领的军队一战俘虏了楚将周将军手下的楚兵四千人。而此时他也知道，楚国首都彭城已落入了敌人的魔爪，只能向南撤退。刘邦缓缓追击，追到离阳夏不远的固陵（今河南太康县南）。固陵的南面不远则是著名的楚国故都陈县，也就是当年陈胜建都的地方。陈县的县公名叫利几，现在还算楚将，集聚了所有兵力作项羽的后盾。他们在固陵排好阵势，进行反击，这一战大破汉兵，刘邦吓得赶忙筑壁垒自守，再也不敢出来，他对张良说：“没想到项羽不剩几个兵了还这么厉害，看来只有采用人海战术了。”
张良道：“那是。”
“可是韩信和彭越都不来，怎么办？”刘邦有些沮丧。
张良说：“当然不肯来，楚国马上就要完蛋了，他们两个人却都没有裂土受封。如果你能和他们公分天下，马上就会跑的屁颠屁颠的。韩信立为齐王，是你被迫的，他也不是不知道。彭越本来已经攻下了整个魏国，你以前因为魏王豹还在，所以拜彭越为魏相国。现在魏豹已死，彭越当然也想当王，你却不早封他。如果你能把睢阳以北的地方至榖城都封给彭越，从陈县以东到大海的地方都封给韩信，鼓舞他们为了自己的利益拼死作战，则楚兵之破，就在旦夕之间。尤其是韩信，这家伙战力最强，胃口也最大，他是楚国淮阴人，巴不得把家乡也划如自己的封地内。”
刘邦马上派出使者，到齐、梁两地颁发金印和委任状，韩信、彭越两个傻瓜果然喜滋滋地说：“我们马上发兵。”不知道他们是被人当枪使。
韩信获得的利益最大，原先当齐王，是自己要求的。现在刘邦又主动给他增加封地，实在太幸福了，齐国什么时候这么大过？他当然最积极了，当即放出最疯狂的一条恶狗——灌婴。灌婴的郎中骑兵火速赶到陈县，加入到刘邦的队伍，刘邦大喜：“现在我的人数远远超出项羽了。”
刘邦当即再次向项羽发动进攻，两军在陈县附近展开大战。对项羽来说，这是一件很悲哀的事。本来他和刘邦一直在成皋、荥阳一带相持，那靠近刘邦的老巢，刘邦一旦战败，就会土崩瓦解。但现在阵地转移到了自己的老巢，自己一旦战败，也会土崩瓦解。单独一个刘邦，不难对付。但灌婴的精骑赶来，情况就不一样了。项羽之兵百战疲惫，刘邦的援兵却精神抖擞。胜败之势基本上已经分出。关键是，项羽没有像萧何那样的一个人帮他管好内政，提供充足的后勤，项羽的国土也不像刘邦那样有险峻的关津作为屏障。在固陵相持的时候，刘邦的援兵不断赶到，而项羽似乎没有援兵，至少不会有大规模的援兵，这还是在楚国的本土。
陈县之战开始，汉军以靳强、丁义、灵常等率军先行进击，其中灵常这个人不久前还是楚令尹，刚刚才投降刘邦。为了在新主子面前表现一下，他浴血奋战，成功突破楚军在固陵的防御，楚将钟离眜败走，然后集中兵力攻击陈县，楚兵迎击，两军在陈县郊外大战，楚军大败，利几投降汉兵，陈县落到刘邦手中，楚国的最后一块重要的根据地就这样消失了。
项羽终于英雄末路。楚国疆域基本上已经落入汉兵之手，唯一幸存的就是淮南和江东，而此刻淮南也终于宣布“起义”了。
淮南的寿春，那是楚国的古都，也是英布原先的国土。寿春本来由楚国大司马周殷掌管，这位周先生，曾经被陈平吹捧为项羽手下的骨鲠之臣，似乎是不会叛变的。刘邦之前已经派了刘贾前去攻打，刘贾渡过淮河，围住了寿春。史书上说他“遣人诱楚大司马周殷，殷叛楚，以舒屠六”，也就是说周殷被刘贾成功诱降，宣布“起义”，所谓“骨鲠之臣”显然名不副实。眼看项羽要完蛋了，他周殷当然要为自己找一条活路。他率领舒县（今安徽舒城）的军队屠戮了六县，六县是原来英布九江国的首都，大概驻有楚国嫡系兵，不肯投降刘邦。屠完六县后，周殷率领兵马去迎接英布，一路西走，路过城父（今安徽涡阳西北），还顺便把城父屠了一遍，然后和刘贾会师，这时接到刘邦的命令，说“项羽已经撤退到垓下，被我军围住，尔等火速赶往垓下，一起进攻”。于是两人一起南下，奔赴垓下。
垓下在今安徽省固镇县东，现在发掘出了十分重要的古代城址，城址东、西、北三垣的中部现各有一缺口。城内面积约15万平方米，包括护城河，城址面积近20万平方米。遗址包括城垣、城门、护城河、道路和排水系统、夯土建筑基址、窑址、活动场所、红烧土遗迹、水井、灰坑等重要遗存，出土了石器、陶器、铜器、铁器和钱币等各类器物170余件，看来当时还是一个比较重要的城邑。“垓”的意思是高岗绝壁，项羽走到这里，大概想以高岗为依据建立壁垒，和汉军决一死战。
项羽从陈县向南撤退的路线，显然目标是江东。大概这时他以听说周殷叛变，能投奔的只有江东了。他和钟离昧一起向南狂奔，一路上大概还有零星的楚兵加入，所以到垓下的时候，他手下的兵还有大约十几万人。但和几年前不同，这十几万兵再也不是当年那骁勇的三万特种兵，那时兵不但是精选的，整个楚国还很完整，能为项羽提供强大后援。时移世易，如今已是山河破碎，而刘邦此刻的兵身经百战，士气高昂，韩信、彭越、刘贾大军源源不断汇集而来。光韩信的军队，就足足有三十万之多。这场即将到来的大战，一开始就充满了浓郁的悲壮气息。
这是楚汉相争的殊死决战，是项羽个人征战生涯的谢幕典礼。就实力的残酷对比来看，百战百胜的他，这次也不再有胜利的希望。但他已经退无可退，不战不行，非战不可。战胜也不能动摇大局；战败，更是万劫不复。
这是十二月，相当于现在的一月，华北依旧是寒风凛冽，项羽肯定悲怆不已，遥想三年前，他率三万军队把刘邦打得仓皇奔逃的时候，那时是何等意气风发，现在是他被追得仓皇奔逃了。几十年前，他的祖父项燕，率领着楚国最后一支军队，也是在淮南被秦将王翦击败，忿然自杀的。如今，他又重蹈了祖父的覆辙，这是多么可恨的一件事！难道，兵败自杀，这就是项氏这一古老军事世家的宿命？
战争终于在一个清晨开始了。
一开始时，韩信为了展示自己对刘邦的忠贞，主动要求打前阵，他觉得对付百战百胜的项羽，如今已经是小菜一碟。他左翼是后来被封为蓼夷侯的孔聚，右翼是后来封为费侯的陈贺，自己则像一只鸟头。刘邦的军队布在他的身后，周勃和柴将军的部队又布在刘邦身后。整个军队排成一个T字阵形。
进攻的鼓声响彻于天地之间，韩信亲率前锋首先和项羽军合战，遭到项羽的痛击，双方进行殊死鏖战，韩信不敌，赶忙撤退，于是命令在一旁静候的左右翼向前合击，而此刻楚兵刚经过血战，疲惫不堪，难以应付孔将军、费将军两翼的联合进攻，开始撤退。韩信见状大喜，又率领败退的士卒再次冲上，楚兵再也招架不住，大败，只好退回壁垒，坚壁不出。
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