（一）背信弃义
楚汉议和后，西楚霸王项羽率十万楚军向东楚地撤军。刘邦也欲西返。
但是，正当刘邦打算率军西返之时，张良、陈平却建议撕毁鸿沟和议，趁楚军疲师东返之机，自其背后发动偷袭。刘邦说：“我与楚已经讲和，项羽也已经回去了，我还留在这儿干什么。”
张良、陈平异口同声地说：“臣等请大王议和，只为救太公、夫人。今太公、夫人安然无恙地回来了，正好趁机攻打楚军，更何况我们已经占了大半个天下，四方诸侯又多投效，项羽疲惫粮绝，众叛亲离，气数已尽，如果任由他东归而不乘胜追击，则后患无穷！”
于是，刘邦采纳二人建议，遂背约，向楚军突然发起战略追击。刘邦约集韩信、彭越南下，共同合围楚军。
公元前202年10月，刘邦亲率二十多万大军追击十万楚军至固陵（今河南太康）。但此时，韩、彭二人没有一个出兵配合刘邦。项羽知道刘邦背信弃义后大怒，于清晨在此地发动突然反击，斩杀汉军近两万余人，再次将汉军击败。刘邦慌忙率军退入陈下，并筑起堡垒坚守不出，而楚军又一次合围了刘邦。
张良建议刘邦，将陈以东直到大海的大片领土封给齐王韩信；睢阳以北至谷城封给彭越。这样，刘邦以加封土地为报酬，终于搬动了韩、彭二人，使他们挥军南下，同时命令刘贾率军联合英布北上，五路大军共同发动对项羽的最后合围，垓下之战随之开始。
齐王韩信亲率三十万大军从齐地南下，占领楚都彭城和今天苏北、皖北、豫东等广大地区，兵锋直指楚军侧背，自东向西夹击项羽；汉将刘贾率军数万会同九江王英布（此时英布已经叛楚投汉）合兵十万，自淮北出发，从西南方发动对楚地的进攻，先克寿春，再攻下城父，并且将此军民全部屠尽；梁王彭越率军数万从梁地出发，先南下后西进，与刘邦本部军共同逼楚军后退；而镇守楚军南线的楚将大司马周殷却在此时叛楚，屠灭六县，再与英布、刘贾会师，随后北上合击项羽，同时，得到关中兵丁补充的刘邦则率本部军二十多万出固陵东进。
汉军五路大军，合计近七十万之众，形成从西、北、西南、东北四面合围楚军之势，项羽被迫率十万楚军向垓下后撤。
（二）兵困垓下
刘邦、韩信、刘贾、彭越、英布等五路大军于垓下，基本完成了对十万楚军的合围。
当时的情况，楚军处于绝对的劣势：
其一，西楚国位于长江以北的全部土地均已失陷，十万楚军成为绝对的孤军；
其二，楚军缺粮已经几个月，士兵饥饿，军队根本没有半点补给；
其三，汉军联兵约七十万，且精力饱满、粮食充足、士气旺盛，而项羽孤军十万，连续久战疲惫，决战之时已是冬天，而楚军刚从广武前线上撤下来，未经补给，多穿着夏秋季的装备，寒冷饥饿，士气溃散；
其四，汉军分五路有秩序地推进，先占楚土，再行合围，步步为营，层层包围，楚军难以发动突然性的反攻；
其五，楚军离江东五郡距离遥远，即使冲破包围圈，也很难在汉军的追击下及时回到己方领土，可以说是“突围无效”。
就是在这样一种情况之下，韩信三十万主力与刘邦本部军二十多万合兵一股，排出五座连阵，向垓下困守的十万楚军发起了最后的进攻！
韩信率主力大军五六十万，排出了这样一个阵型：韩信亲率三十万大军居中，为前锋主力；将军孔熙率数万汉军为左翼；陈贺率领数万汉军为右翼；刘邦率本部主力尾随韩信军跟进，将军周勃率军断后。
而对于楚军而言，目前的情况既不能守，也不能退，后勤断绝、无粮而守，无异于坐以待毙，等死！
就这样，战斗打响了。
韩信率五阵大军先行向楚军发动挑衅性进攻。项羽立刻率十万楚军发动中央突破作战，矛头直指韩信本部。项羽亲自率军出击，冲锋在前，楚军以骑兵在前、步兵在后随其冲锋。汉军接战，前阵立刻被击溃。韩信立刻命令大军后撤，以三十万大军为屏障掩护指挥部和刘邦的十万人马向后退去。汉军且战且退，楚军则是继续孤注一掷地疯狂突击，项羽本人更是一马当先，冲锋速度之快以至将十万楚军将士统统甩在了后面，楚军骑兵没有一人能赶上。一路上，汉军如乌云一般层层叠叠，一眼望去，满山遍野。项羽率十万将士猛打猛攻，连破汉军数道防线，三十万大军溃散一半多，一路之上无人可挡，直杀向韩信本人。
当韩信以前阵为屏障，掩护刘邦军回撤退避的同时，孔熙、陈贺所率的左右两军也自楚军左右两侧进行着迂回机动，其目的是为了节制楚军进攻侧翼、分离楚军骑兵与步兵之间的配合，牵制楚军的进攻。
经过半日厮杀，楚军破军无数，韩信的前军几乎被打成了废渣，但项羽依然没能突入汉军指挥部，韩信不断地向后退却，始终没有出现在项羽面前。而项羽过于猛烈的冲锋，却明显拉开了军队前后的距离。
当时的楚军，项羽本人脱离全军冲锋在前，冲开敌军一道道防线，后面是速度较快的主力骑兵急赶项羽，并将被项羽本人打开缺口的汉军散兵一一冲散踏过；而最后面的是速度最慢的步兵部队，他们与未被骑兵踩死的汉兵一边厮杀一边继续追赶骑兵。楚军队形越来越散、越拉越长，已经渐渐失去了紧密的队形和互相之间的配合。
战至下午，汉军中军一退再退，左右两军迂回急进，终于完成了前后夹击之势。汉军左右军随之投入了对楚军后方侧翼的进攻，以紧密的阵形两面压来，迅速合围了落在后面的楚军步兵。楚军将士殊死抵抗，两军立刻陷入交战状态，汉军将楚军步兵、骑兵一分两半，楚军攻势随之被牵制。项羽不得已，只好率残存骑兵回师而去，救援步兵。
当得知左、右两军完成迂回并发动了对楚军后方步兵的进攻之时，韩信立即组织反击，并将刘邦主力以及所剩的全部中军投入反击中。
汉军向楚军前锋骑兵反扑而来，数十万汉军向楚军发起了前后夹击。项羽见势不妙，立刻率全军向反方向突围，冲开汉左、右军的包围，退回营中。
（三）霸王别姬
自从项羽起事以来，第一次遭遇这样的挫败，本已出现转机，偏碰到韩信，中了十面埋伏之计，楚军剩下的只有两三万，项羽返回营中，此时心急如焚！
虞姬早已在内帐中等候。她是项羽帐下的美人，深得项羽的宠爱。虞姬天资聪慧，知书达理，曾跟随项羽出兵打仗，寸步不离。此时在营间，她正等着项羽归来。项羽战败而归，虞姬见他垂头丧气，惶悚不安，心里也很不舒服。
项羽坐定后，喘了口气，虞姬才询问战情。项羽叹息说：“败了！败了！”虞姬安慰他：“胜负乃兵家常事，大王无须忧虑。”
项羽说：“我从未经过如此恶战。”
虞姬本已吩咐准备酒宴，想为项羽洗尘。此时项羽败归，她更想为他解忧，便命人端来酒菜，请项羽上坐小饮。项羽哪有心情，但宠姬深情厚谊，不便拒绝，便坐在席间，让虞姬陪伴。刚饮三杯，就有士兵通报汉兵围营。项羽说：“你传令将士，坚守不动。等我明日决一死战。”
天已经黑了，项羽又同虞姬相对饮酒，今日大败而归，愁闷不已，喝了一会儿便昏昏欲睡。虞姬善解人意，请项羽安卧榻中，闭目养神。于是项羽躺下休息，虞姬坐守一边，心神不宁。外面寒风呼啸，凄凄惨惨，令人更添愁烦。忽然又传来一片歌声，凄婉哀怒，此起彼伏，虞姬禁不住愁肠寸断，眼泪直流。再回头看项羽，已经酣然入梦，虞姬有口难言，悲痛欲绝。
这是汉营中张良编出一曲楚歌，他叫将士到楚营旁，四面唱和，字字凄凉，楚兵听到歌声后均被打动，思乡心切，相继退散。连多年跟随项羽的钟离昧、季布等人，也悄悄逃走了。甚至项伯，为保性命，也偷偷投降张良，只有项羽八百骑亲兵，镇守营门，没有叛离。
歌声虽然凄惨，却情真意切。虞姬知道这歌声来自汉营，可那字字句句无不勾起她的思乡之情，禁不住心平气和地听了下去。
这时，项羽已经酒醒，听到楚歌，大吃一惊，他走出帐外细听，听到歌声来自汉营，更是疑惑不解：“楚地已经被汉军占领了吗？汉营中怎么会有许多楚人呢？”正说着，有人通报：将士纷纷逃走，仅存八百人。
项羽大惊失色：“这是真的吗？”于是，立刻返回帐内，见虞姬一旁站立，已泪流满面，自己也禁不住落泪。见酒菜还没有撤去，于是命厨人烫热，叫过虞姬，同她再饮。
酒意正浓，项羽对虞姬说：“爱姬好久没有舞剑了，愿你为我一舞，助我酒兴如何？”
“好！”虞姬回答。她提起衣裙，来到席前，左手从容执双剑，右手挽了个剑玦，拜见项羽。随后，双手分执双剑，轻歌曼舞。
歌声越来越小，剑舞却越来越快，后来，只见在席前一道白光滚来滚去，过了一会儿，剑光忽收，虞姬将双剑收起，走上前去，为楚霸王斟酒。虞姬想，项羽如此忧愁，不如借酒浇愁，喝个酩酊大醉，倒能暂时忘却忧愁。
虞姬舞剑后，项羽顿生豪气，面露笑容：“很久没有见你舞剑，你的剑技更加精湛了！来，来，来，寡人敬你一杯！”
虞姬接过酒杯，一口气喝完。这时，帐外忽然传来一声长嘶，那是项羽的乌骓马在悲嘶，似乎在为它的命运而哀叹。项羽听到马嘶，回头看虞姬，越发凄凉。
项羽对虞姬说：“你为我舞剑助兴，我无以回报，就让我为你唱一曲楚歌吧！”
项羽喝了几杯酒，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！
乌骓马和虞姬是项羽生平的最爱，这次被围垓下，自知必死无疑，只是舍不得美人、骏马，所以悲歌慷慨，虞姬很了解项羽此时的心情，她也为项羽唱了一支很伤感的曲子：
汉兵已略地，
四方楚歌声。
大王意气尽，
贱妾何聊生！
听了虞姬的歌，项羽再也忍不住了，他哭了，悲痛欲绝。
此时营中击了五下更鼓，项羽对虞姬说：“天快亮了，我要与敌人拼死一战，你该怎么办呢？”
虞姬说：“妾蒙大王厚爱，生是大王的人，死是大王的鬼；如果能归葬故土，死也瞑目？”
项羽说：“你如此娇弱，怎能出围？你可自寻生路，我当与卿永别了！”
虞姬忽然站起来，对项羽说：“我与大王生死相随，愿大王珍重！”说到这儿，虞姬拔剑自杀了。
项羽来不及相救，痛哭流涕。
（四）乌江自刎
项羽见虞姬已死，自言自语说：“如果我被困在这里等死，一世英名岂不丧尽？不如杀出重围，返回江东，重整旗鼓，报仇雪恨；要么战死沙场，也算死得轰轰烈烈！”于是，项羽安葬完虞姬，强忍泪水，趁天还没亮，率亲兵几百骑，越过楚营，一路南逃。
汉兵得知，立刻报告韩信，韩信听说项羽脱逃，急令将军灌婴率领兵马去追击，项羽担心汉兵追来，匆忙赶到淮水滨，找船渡河。
此时仅剩下一二百人。走到阴陵，见前面有两条路，不知哪条通往彭城，犹豫不决。恰好有老农在耕田，便向他问路。不幸的是老农认出了项羽，他对项羽的暴虐十分憎恨，老农竟朝西指道：“向这边走。”项羽信以为真，策马向西边奔去。
约跑了好几里，前面传来流水声，一个大湖挡在路上。至此，项羽才知道上了当，赶紧撤退，返回原地，又向东走。经过这一折腾，汉将灌婴追了过来，幸好有乌骓马，项羽才得以逃生，并有几个人跟了上来。
到了东城，项羽清点人数，只剩下二十八人。四面的击鼓声、呐喊声，越来越近。项羽自知今日无法逃脱，来到山前，登上山冈，对骑士说：“自我起兵以来，转眼间已有八年，大小战役七十余次，所向披靡，百战不殆，所以占有天下，今日被困在这里，想必我气数已尽，并非我不能与战！今日我亡，皆为天意，并非我的过错！”
说完，汉兵已从四面八方围住了山。项羽于是分二十八骑为四队，迎战汉兵，奋勇杀敌。一员汉将躲闪不及，一命归天。汉兵见状，纷纷撤退，项羽骑马下山。山下的汉将，凭借人多势众，重重包围，项羽一一杀退。
项羽冲出重围后，来到乌江。二十余骑也来到江畔。
正好乌江岸边有泊船，亭长请项羽渡江过去，并劝他说：“江东虽小，大王尚有立足之地，现臣有一船，愿大王立刻上船。”项羽笑道：“上天既然要我灭亡，我为什么还要渡江呢？况且，当初我项羽带领江东的子弟八千人，渡过乌江向西挺进，现在无一人生还，即使江东的父老兄弟怜爱我而拥我为王，我还有什么脸面去见他们？即使他们不说什么，我难道不在心里感到惭愧吗？”接着又说：“我知道您是年高有德的人，我骑这匹马五年了，曾经日行千里，不忍心杀掉它，把它赠给你吧！”
项羽命令骑兵都下马步行，手持短小轻便的武器交战。仅仅项羽就杀了汉军几百人，当然自身也受了十几处伤。回头看见汉军骑兵中的司马吕马童（原是项羽部将，这时已背楚归汉）说：“你不是我的老朋友吗？”吕马童面对着项羽，指示给王翳说：“这是项羽。”项羽便说道：“我听说刘邦拿一千两黄金、一万户封邑悬赏，征我首级，我今日就让你得封赏吧！”
说完，项羽拔剑自刎了。
一代枭雄，就此陨落！
历时三年多的楚汉之争，也就此落下帷幕……
项羽的性格注定了他只能是一个激情悲壮的英雄。他自矜功伐，自大虚荣；做事缺乏原则性，过分仁慈软弱；缺乏远见，谋事不深，正是由于这样的性格，使他失去了天下。
项羽的悲剧是时代的悲剧。项羽以前的时代，是一个英雄的时代，也是一个贵族的时代。高贵感和英雄气质，是那个时代的精神。这种精神是以虎和豹为象征的。与之相对应的，则是犬和羊。项羽之死，似乎预示着一个时代的结束。
项羽的一生虽然短暂，却留下了许多故事和传说，还有许多话题。大家熟知的破釜沉舟、作壁上观、衣锦夜行、沐猴而冠、四面楚歌、霸王别姬，以及“项庄舞剑，意在沛公”和“无颜见江东父老”等均与他有关。最脍炙人口的诗则是李清照的五绝：
生当作人杰，
死亦为鬼雄。
至今思项羽，
不肯过江东。