楚汉之全面战争，自楚汉元年(前206年)八月，汉王刘邦进袭三秦起，至楚汉五年二月垓下会战，灭项羽止，共历三年又五个月。在此三年五个月之全面战争中，概可分为三个阶段:
第一阶段为自楚汉元年八月，汉王刘邦进袭三秦起，至楚汉二年四月，刘邦入彭城与项羽第一次会战止，前后凡历九个月。在此九个月中，刘邦袭取三秦后，由于项羽受制于齐赵，无暇西顾，而获得意外之迅速进展。及于其乘虚克彭城，经项羽回师一击而败溃后，遂进入荥阳对峙之局。
第二阶段自楚汉二年五月，刘邦退守荥阳起，至楚汉四年八月与项羽划鸿沟(今贾鲁河)为界，中分天下而休战为止，前后凡历二年零三个月。在此两年余时间中，刘邦深知不能以力取胜，乃初则退据荥阳，收拾彭城战后之残局，稳定诸侯叛离之危势。继则一面坚守荥阳、成皋(即昔虎牢关，今汜水县)、广武之线，艰苦支撑；又复在后方则部署关中，巩固后方，加强补给；在南面则争取九江王英布；北面则使大将韩信攻取魏赵齐诸地；中则使彭越扰楚，逼项羽疲于奔命，而陷于孤困。刘邦因此遂得化弱为强，转败为胜。
第三阶段为自楚汉四年八月，刘邦与项羽约和，中分天下而治起，至楚汉五年二月垓下会战灭楚止，前后凡经五个月。在此五个月中，初则刘邦背约击楚，为项羽所反击而大败，继则利诱韩信、彭越来援，始获得垓下会战之胜利，而楚汉战争亦遂告结束焉。
垓下会战经过:楚汉四年九月，楚汉划鸿沟分治之和约已成，项羽乃归刘太公吕后于汉，而引军东撤。是时，刘邦亦欲西归，张良、陈平进计曰:“今汉有天下大半，而诸侯皆附；楚兵疲，食尽，此天亡之时，不因其机而遂取之，所谓养虎自遗患也”。刘邦从之，遂一面遣使至齐魏，约韩信，彭越，期会击楚；一面令樊哙进略楚地，向胡陵(今SD省鱼台县境)进击。又遣英布与刘贾南下围攻寿春，更遣使诱楚大司马周殷叛楚于舒。而刘邦则自率主力约十余万偕张良、陈平追击项羽。
楚汉四年十月，刘邦军追至阳夏南(今太康县)止军。项羽率十万之众，闻刘邦背约追击，亦在此地区止军以待。然刘邦之止军，其内在原因乃欲待韩信、彭越军之到达。及至固陵(今淮阳县西北)，而信、越军仍未至会师，项羽挥军反击，遂大破之。于是刘邦复入壁，深堑固守，谓张良曰：“诸侯不从约，为之奈何？”良曰：“楚兵且破，信、越未有分地，其不至固宜。君王能与天下，今可立致也。齐王信之立，非君王意，信亦不自坚。彭越本定梁地，始君王以魏豹故，拜越为相国；今豹死，越亦望王，而王不早定。今能自睢阳以北至谷城(今HEN省商丘县至SD省东阿县)，皆以王彭越；从陈(今HEN省淮阳县)以东傅海与齐王信，信家在楚，其意欲复得故邑。能出捐此地，以许两人，使各自为战，则楚易败也。”刘邦从之，即遣使往。信、越得汉使，亦立报曰:“请今进兵。”于是，垓下会战遂以展开。
约在是年十月中下旬，项羽击破刘邦军后，仍在陈下(今淮阳县地境)对峙。是时，韩信已许出兵，乃令曹参留守齐国，及略定齐之未服者，而自率将军孔熙、费将军陈贺，兵约数万南下。以灌婴骑兵为前军，首先向彭城进击，破之，虏楚柱国项佗。然后挥军向萧(今苏北萧县)、酂(今豫东永城县西南)疾趋，攻谯(今皖北亳县)、苦(今豫东鹿邑县东十里)复大破之，虏楚亚将周兰。遂直逼项羽军之后，与刘邦军夹击之，项羽乃向垓下败退。此役，灌婴斩楚军楼烦将二人，虏骑将八人，楚兵死伤者约万人。于是齐、汉两军，遂会师于颐乡(鹿邑县南)。
是年十一月，项羽率兵九万已向垓下败退，韩信遂统率齐、汉大军向东追击。是时，周殷已叛楚附汉，率舒之兵屠六(今AH六安县)；然后举九江之众，迎英布，遂与刘贾等举兵北进，屠城父(今AH省毫县东南)，而与齐、汉军会师。同时彭越之军亦至。
汉与诸侯各路大军既集(共约三十万众)，刘邦乃令韩信统率之，以追击项羽。及追至垓下时，项羽止军，挥其九万之众准备作最后之决战。于是，韩信亦布置阵势，以行决战。令孔将军居左，费将军居右，信自居中。刘邦在后，又令周勃、柴将军，为刘邦之后卫。韩信布置已定，乃自引军向前攻击，项羽立予迎击，信军不利而退。项羽正挥军追击时，突遭孔将军、费将军左右夹击，楚兵不利，韩信因回军乘之，楚军在三面夹攻下大败，乃筑壁垒以自守。韩信遂将三十万之众，将楚军围之数重，图以尽歼之。
项羽军壁垓下，兵少食尽，外被韩信指挥之诸侯军围困数重。韩信为使楚之军心崩溃，乃用攻心之计，于夜间使汉及诸侯军皆唱楚歌。顶羽闻之因大惊曰:“汉皆已得楚乎？是何楚人之多也？”乃夜起与虞美人饮帐中，而悲歌慷慨自为诗曰:“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！”歌之数阕。虞美人亦作歌和之曰:“汉兵已略地，四方楚歌声。大王意气尽，贱妾何聊生？”遂自刎。项羽泣数行下，左右皆泣，莫能仰视。于是乃跨上骓马，率麾下壮士骑兵八百余人，乘夜溃围而出，向南驶去。平明，汉乃觉之，令骑将灌婴率五干骑追击。项羽渡淮，所余者，仅百余骑。至阴陵(在今AH和县北八十里，接江浦县界)迷途失道，问一田父，田父绐之曰:“左。”左乃陷大泽中，以故为灌婴之骑兵所追及。项羽乃复引兵而北，至东城(今AH省定远县东南)，骑兵随者则仅有二十八骑矣。灌婴追骑数千人，羽自度不得脱，谓其随骑曰:“吾起兵至今八载，身七十余战，所当者破，所击者服，未尝败北，遂霸有天下，然今卒困于此；此天之亡我，非战之罪也。今日固决死，愿为诸军决战，必三胜之。为诸君溃围斩将刈旗，令诸君知天亡我，非战之罪也。”乃分其骑以为四组，在山上为圆阵四向，灌婴围之数重。项羽谓其骑曰:“吾为公取彼一将。”令骑四面驰下，并约以下山冲击后，各组骑兵在山东分三处集结。于是，顶羽大呼驰下，汉军皆披靡，遂斩汉一骑将。及各组骑兵在山东分三处集结时，汉军复分军为三围之。项羽复驰骋冲击，复斩汉一都尉，杀数十百人；复集其骑，仅亡两骑耳。乃谓其骑曰:“何如？”骑兵皆伏曰:“如大王言”。于是，乃率骑往南走，欲渡乌江(今AH省和县东北四十里)。乌江亭长停船以待，谓羽曰:“江东虽小，地方干里，众数十万，亦足王也。愿大王急渡。今独臣有船，汉军至无以渡。”项羽笑曰：“天之亡我，我何渡为？且籍与江东子弟八干人渡江而西，今无一人还；纵江东父兄怜而王我，我何面目见之？纵彼不言，籍独不愧于心乎？吾知公长者，吾骑此马五岁，所当无敌，尝一日行千里，不忍杀之，以赐公”。乃令骑皆下马步行，持短兵与汉骑接战。独羽所杀汉军数百人，而自身亦被十余创。顾谓汉骑司马吕马童曰:“若非吾故人乎？”马童视之，指谓王翳曰：“此项王也。”项羽乃曰：“吾闻汉购我头千金，邑万户；吾为若德。”乃自刎而死。王翳取其头，余骑相蹂践争项羽尸而相杀者数十人。最后，汉郎中骑扬喜，骑司马吕马童，郎中吕胜、杨武各得其一体。楚汉之战，至此告终。此次会战，汉军斩首八万，楚军全部被歼灭，诚一壮烈之歼灭战也。
点评:刘邦屡战屡败，但始终运用智谋，争取形势上之优势，求得最后会战之胜利，此可谓以智谋胜。项羽屡战屡胜，而惟力是恃，与刘邦争取韩信彭越英布之智战均告失败，最后亦竟力战而亡。刘邦着意援揽人才，“以致贤人”为第一要素；能与人同利，故其所属诸人亦莫不尽死力以求之，又得张良、萧何、韩信三大人杰，此为其成功最重要原因。垓下会战中的三面夹攻，包围歼灭是经典战法。