項羽分封完諸侯，諸侯各前往封國，項羽將義帝遷往長沙郴縣，暗中令衡山王吳芮、臨江王共敖於途中將義帝殺死。
公元前206年(漢元年)八月，齊、趙諸侯叛亂，項羽率軍前往平亂，聽聞劉邦已定關中，非常憤怒，封鄭昌爲韓王，派其前往阻擋劉邦，令蕭公角阻擊彭越。彭越擊敗蕭公角後，張良僞作韓王書給項羽，說劉邦只想得關中，不會向東用兵，又僞作齊王、樑王書給項羽說齊王準本和樑王齊心協力滅掉楚國。
於是項羽放心攻打齊國，項羽徵召九江王英布，英布託病不出，派遣手下將領只率領幾千人前往，項羽因此怨恨英布。
公元前205年(漢二年)冬，項羽北至城陽，田榮引兵會戰，被項羽擊敗，田榮逃往平原，被平原民殺死，項羽燒燬齊國房屋，將降卒全部坑殺，把擄掠的男女老幼全部遷往北海，死傷無數，齊國人因此聚在一起反叛，田橫趁機收編齊兵數萬反攻城陽，項羽久攻不下。
劉邦率領五路諸侯兵馬有五十六萬，向東攻打楚國，項羽聽聞後，留部將繼續攻齊，自己親率精兵三萬去救援彭城，劉邦攻下彭城後蒐集珍寶美人，大擺宴會，項羽率軍從早晨開始，由蕭縣從西打到東，中午時打到彭城，大破劉邦軍，殺死漢兵十餘萬。
劉邦軍逃往南山，項羽率軍追到靈壁東阻攔，漢兵落入睢水十餘萬，睢水爲之不流，項羽把劉邦包圍了三層，卻被一陣大風吹亂楚軍，劉邦趁機率領數十騎兵走脫。
彭城之戰劉邦逃往下邑，收集敗亡散卒至滎陽，各路敗軍先後前來會合，蕭何也發動關中沒有登記在冊的百姓前來投奔劉邦，劉邦因此軍勢得以重振，項羽乘勝來戰，無法取勝，劉邦彭城大敗後，諸侯反叛立邦，歸附項羽。
公元前204年(漢三年)，劉邦在滎陽修築甬道用以過河取敖地的糧食，項羽軍多次侵奪甬道，劉邦軍無法取得糧草補充，非常害怕，於是與項羽議和，項羽同意。
