沛公清晨带随从百余骑见项羽于鸿门，拜见项羽说： “末将和将军同心协力攻秦，将军转战于河北， 末将作战于河南，在无意中先进入关中，打败秦朝， 得与将军在此会师。今日却有小人进谗，让将军与末将不和。 ” 项羽说： “这是沛公左司马曹无伤通的消息，不然的话，我项羽何至于采取如此行动 ？ ！” 项羽就留住沛公共饮。范增多次以目示意项羽击杀沛公，项羽未予置理。范增离席，出去对项庄说： “项羽将军为人狠不下心，你入席舞剑以助酒兴，乘机刺击沛公，将他杀死。否则， 我和你辈都会做他的俘虏。”项庄入席为主客举杯祝寿。敬酒毕说：“军中没有什么为乐的， 愿舞剑以助酒兴。 ” 随即拔剑起舞。项伯也拔剑起舞，常常用自身来保护沛公。樊哙得知情况紧急，就冲到筵前，怒目圆睁。项羽欣赏他的勇武， 就赐酒与他。樊哙乘机以言责备项羽。一会儿，沛公离席上厕所，带樊哙一同出去，将同来的人员车马留下，跨马挥鞭，和步行的樊哙、 靳强、 滕公、 纪成等，抄僻静径道回到自己营地，叫张良留下向项羽致谢。项羽问： “沛公何处去了 ？ ” 张良答道： “他听说将军有意找他的过失，他脱身走了，此时可能已经回营，他特意叫小臣向将军献上璧玉。 ” 项羽受璧。张良又献范增以玉斗，范增怒，将玉斗击碎，他起立说： “我们不久都要当沛公的俘虏了。”
沛公回营数日， 项羽领兵西进践踏咸阳。处决秦降王子婴，烧毁秦朝宫殿，项羽之兵所过之处无不受殃。秦人大失望。项羽派人报告楚怀王， 楚怀王说：“按前约— — —令先入关中沛公 为关中王。 ” 项羽怀恨楚怀王原先不允许他沛公一道西进入关，而是派他北进救赵，以致失去了 “先入定关中的为王” 的机会。他说： “楚怀王，是我项家所立，并没有什么功德可称， 怎能够让他说一不二 ！ 其实推翻秦朝， 是各路将领与项羽的功劳。”
汉高祖二年正月，项羽明尊怀王为义帝，实则不遵从怀王的命令。二月，项羽自立为西楚霸王，统辖梁、 楚地九郡，都于彭城。推翻楚怀王的 “先入定关中的为王” 的约定， 改立沛公为汉王，统辖巴、 蜀、 汉中四十一个县，都于南郑。将关中一分为三， 分别派三位秦将为王。派章邯为雍王，都于废丘；立司马欣为塞王，都于栎阳； 董翳为翟王， 都于高奴。又封楚将瑕丘申阳为河南王，都于洛阳。赵将司马邛为殷王， 都于朝歌。当阳君英布为九江王，都于六县。怀王的柱国共敖为临江王，都于江陵。番君吴芮为衡山王，都于邾。前齐王田建之孙田安为济北王。迁魏王豹为西魏王，都于平阳。迁燕王韩广为辽东王。燕将臧荼为燕王， 都于蓟。迁齐王田市为胶东王。齐将田都为齐王，都于临？。迁赵王歇为代王。赵相张耳为常山王。汉王刘邦怀恨项羽违背 “先入定关中的为王” 的前约，想发动进攻， 萧何进行劝阻，就停止了。
夏四月，各路诸侯告别于项羽麾下，分别到自己的封国去。项羽分拨士卒三万人给汉王，楚与各诸侯国仰慕汉王的而愿追随于他的达数万人。张良辞别汉王回到韩国去，汉王亲送张良到褒中，张良在告别时建议汉王烧毁栈道，一是防止其他诸侯进窥汉中， 二是向项羽表示汉王无再出汉中东进之意。汉王在到达南郑途中， 所属将士都齐声歌唱想归东部故；有不少人逃回去了。韩信是治粟都尉，也随着东归的人走了。萧何把韩信追赶转来，推荐给汉王。萧何说： “如果您真想取得天下，除韩信以外再没有可与商议的人。 ” 于是汉王斋戒登上拜将台，拜韩信为大将军，并请教取得天下的计策。韩信答道： “项羽背弃原约而改封大王于南郑，这是把大王当作罪人在迁徙。大王所属将士都是山东的人，日夜希望打回老家去，如能及时用其锐气，定可以取得胜利。要是等到天下已经安定，人民都各安其所就没有士气可用了。当务之急就是引兵向东。 ” 同时还全面陈述了项羽可取与三秦可并的计策。汉王十分满意， 完全按照韩信的方案分别进行部署，派萧何留守汉中收取巴、 蜀钱粮，以供应军需。五月，汉王领兵从故道县袭击雍地，雍王章邯迎战汉兵于陈仓。雍王兵败，向后撤退；又战于好？县， 章邯兵又大败，奔向废丘。汉王及时平定了雍地。东进咸阳，将章邯所拒守的废丘进行包围后，又派各将领去扩充地盘。
齐将田荣听到项羽迁徙齐王田市到胶东而另立田都为齐王，怒不可遏，就率领齐兵迎截田都，田都败走降楚。六月，田荣杀田市， 自立为齐王。此时彭越驻兵钜野， 有士卒一万余人尚无所归属。田荣授予彭越将军印，令他从梁地出击。彭越击杀济北王田安， 田荣就据有了齐与济北、 胶东的全部地区。燕王韩广也不肯迁徙辽东。秋八月，新燕王臧荼杀了韩广，占领其地。塞王司马欣、 翟王董翳都投降于汉。
从前，项梁立韩国之后公子成为韩王，张良当韩王的司徒。项羽因为张良追随汉王，韩王成又未立战功，所以就不让他回到韩地去，把他带到彭城后，处决了。此时项羽听到汉王兼并关中，而齐、梁又叛变于他，就怒气冲天，于是派原吴令郑昌为韩王，抵御汉兵。令萧公角攻击彭越，被彭越打败。其间张良在韩地巡略，送信给项羽说： “汉王想得到关中，能实践先入关的为王之约他就会停止进兵，不敢继续东进。 ” 项羽因此就暂没有西顾之意，而北击齐王田荣。
九月，汉王派遣将军薛欧、 王吸出武关，会合据守南阳的王陵的兵力，从南阳去沛地迎接太公、 吕后。项羽闻讯，就派兵在阳夏堵截，王陵等无法前进。汉高祖二年冬十月，项羽派九江王英布在郴县杀了义帝。陈余怀怨项羽独不封他为王，就向齐王田荣借兵相助，以攻击常山王张耳。张耳败走降汉，汉王给以隆重礼遇。陈余迎代王歇归还赵地，代王歇立陈余为代王。张良从韩地秘密地来到汉王身边， 汉王封他为成信侯。
汉王到达陕县，安慰关外父老。河南王申阳归降于汉，汉在此设立河南郡。派韩太尉韩信攻打韩地，韩王郑昌投降。十一月，封韩太尉信为韩王。汉王还归汉中，都于栎阳， 派遣各将夺取敌方土地，攻克陇西。凡是率领万人或一郡归降的，都封为万户。修理河上要塞。秦朝原先的皇家动植物园地及水池，都准许农民进行耕植。