汉王逃出荥阳后，往南跑到宛县、叶县后碰到九江王黥布，一面行进，一面征集士兵，又守在成皋。汉高祖四年，项王兵包围成皋。汉王只带着滕公逃走，从成皋北门出去，渡过黄河逃向修武，改去投奔张耳、韩信的军队。诸将也陆陆续续追随汉王从成皋逃出。因此楚军攻下成皋，想要往西进。汉王就派兵在巩县抵抗楚军，阻断ษ了楚军往西进的去路。
此时，彭越渡过黄河，去东阿攻打楚军，将楚国的将军薛公杀了。于是项ำ王亲自率兵向东进攻打彭越。汉王得到了淮阴侯的军队，想要渡黄河向南行进。郑忠劝说汉王，汉王才停止向南进，而是停兵在黄河北岸建军营驻扎下来。汉王派刘贾带兵去增援彭越，并烧掉楚军的粮草辎重。项王继续向东进军，将刘贾打败，将彭越赶走。这时汉王就率领军队渡过了黄河，又重新า攻占了成皋，并驻军西广武，就近使用敖仓的粮食。项王已经平定了东海ร，于是又回过头来向西进，与汉军隔着广武涧在东广武驻扎起来，两军各自坚守，相持了好几个月。
就是在这时，彭越多次在梁地反楚，绝断了楚军的粮草，项王为此而深感忧虑，他就做了一张高腿几案，把汉王的父亲太公放在上面，告诉汉王：“现在你不赶快投降，我就把你的父亲太公煮了。”汉王说：“我曾和你一起以臣子的身份面向北接受了怀王的命令，我们‘相约结为兄弟’，如此说来，我的父亲也就是你的父亲，如果你非要煮了你的父亲，那么希望你可以分我一杯肉汤喝。”项王怒，要把太公杀了。项伯说：“天下大事还没有定论，再说要夺取天下的人是不会顾及家庭的，即使杀了他的父亲也没什么好处，只会增添祸患罢了。”项ำ王就听从了项伯的劝告。
楚、汉两ä军长久ื相持，成败未决。年轻人苦于长期前线行军打仗，老弱者也疲于后勤水陆运输。项王对汉王说：“天下纷乱的局面已经有好几年了，都是因为我们二人的缘故。我希望能与汉王挑战，让我们决一雌雄，再不要白白折磨天下百姓老小了。”汉王笑着回绝道：“我宁愿斗智，绝不斗力。”项王命令勇士出营挑战，汉军中有一个善于骑射的人叫楼ä烦，楚国的勇士挑战了他好几次，他们都被楼烦射杀了。项ำ王大怒，于是披甲持戟亲自出营挑战楼烦。楼ä烦正要向他射箭，项ำ王瞪着眼睛朝他大吼一声，楼烦吓得不敢正视项王，两手拿不起弓箭，于是转身逃回军营，不敢再出来。汉王暗中派人打听，才知道原来挑战的人是项王。汉王大吃一惊。此时项王向汉王靠近，两人隔着广武涧对话。汉王一桩一桩地数落了项王的罪状，项王非常愤怒，要与汉王决一死战。汉王不听，而项王埋伏下的弓箭手将汉王射伤了。汉王受伤后，跑回成皋。
那时侯，汉军人马众多，粮草充足，而项ำ王的人马疲惫，粮草告绝。汉王派陆贾去游说项王，希望他将太公放回来，项王没有答应。汉王又派侯公去游说项ำ王，项王这才与汉王订立平分天下的盟约，约定鸿沟以西的地区归汉，而鸿沟以东的地区归楚。项王答应了这个条件之后，当即放回了汉王的家属。汉军官兵都高呼万岁。于是汉王封侯公为平国君，躲起来不肯再与他见面。汉王说：“此人是善辩之士，他在哪国，就会使哪国倾覆，所以给他一个平国君的称号。”项王订立盟约后，就撤退东归了。
汉王也想撤退回西边去，但是张良、陈平劝他道：“汉现在已经占据了大半个天下，诸侯又都归附于您。楚军已兵疲粮尽了，此时正是上天要亡楚的时候。不如趁此机会把楚军消เ灭。倘若现在您放走项羽，就是所谓‘养虎而给自己留下祸患’。”于是汉王听从了他们的建议。
汉高祖五年，汉王追击项王一直追到阳夏以南，让军队驻扎在那里，并同淮阴侯韩信和建成侯彭越约好会合的日期，共同进攻楚军。汉军到达固陵后，韩信、彭越的军队却没来会合。楚军攻打汉军，汉军大败。汉王又逃回军营，深挖壕沟坚守。汉王问张良道：“诸侯不遵守约定，这该如何是好？”张良答道：“楚军就快被打垮了，而韩信和彭越还没有分得封地，所以，他们不来是可以理解的。大王如果能与他们共分天下，他们就能立刻前来增援。如果您不能ม，形势就难以预料了。大王如果将陈县以东至海滨一带的地区都分封给韩信，将睢阳以北至谷城的地区分封给彭越；让他们各自为自己้的利益而战，则楚军就容易打败了。”汉王说：“好。”于是就派使者告诉韩信、彭越：“只要你们与汉王合力攻打楚军，打败楚军之后，自陈县往东至海滨一带的地区分封给齐王，自睢阳以北至谷城的地区分封给彭相国。”使者到后，韩信、彭越都对他说：“我们立即就带兵出。”于是韩信从齐国出，刘贾的军队从寿春与他同时出，屠杀了城父，到了垓下。大司马周殷背叛项王，以舒县的兵力屠灭了六县，带领九江的军队，随同刘贾、彭越会师垓下，直逼项王。