漢王元年二月，劉邦乘田榮起兵反楚，項羽出兵齊地(今山東大部)之機，襲占關中(指函谷關以西地劉邦拜彭越為魏相，令其攻佔梁地區)。二年四月，齊、楚軍膠著於城陽(今山東荷澤東北)，楚都彭城空虛。
劉邦即以項羽殺害楚懷王為口實，在洛陽聚集各路諸侯聯軍56萬，分路進攻彭城。漢將曹參、灌嬰、周勃等率軍從圍津(今山東東明)渡過黃河，攻佔煮棗(今山東東明南)，擊敗楚大將龍且、項佗於定陶(今山東定陶西北)，兵抵胡陵(今山東魚台東南)，從西北面抄襲彭城；將軍薛歐、王吸、王陵率軍由宛(今河南南陽)經葉縣(今河南葉縣西南)出陽夏(今河南太康)，從南面攻楚；劉邦率夏侯嬰、盧綰及各路諸侯軍經曲遇(今河南中牟東北)，向東南攻佔外黃(今河南蘭考東南)時，彭越率3萬人馬歸附。為掩護聯軍側後，劉邦拜彭越為魏相，令其攻佔梁地(今河南東北部)。此後，劉邦軍由西向東連克碭(今河南夏邑東南)，蕭(今安徽蕭縣西北)，順利攻佔彭城。
項羽聞訊，留部將繼續攻齊，自率精兵3萬由魯(今山東曲阜)迅速南下，出胡陵佔領蕭縣，切斷聯軍退路，隨後，由西向東反攻。楚軍乘劉邦縱情享樂，疏於防範之機，晨時開始進攻，中午即大破聯軍，將劉邦所部擠壓於谷水、泅水(位於今江蘇徐州市西)之地。聯軍自相踐踏，被楚軍斬殺10餘萬人，餘部向西南山地潰退。楚軍追至靈壁(今安徽濉溪西南)的睢水再殲聯軍10餘萬漢軍逼入睢水，並圍困劉邦，意圖生擒。值大風驟起，飛沙走石，劉邦率數十騎乘機逃走。此戰，劉邦遭到嚴重挫折，諸侯紛紛背漢向楚。
項羽vs劉邦