在彭城之战中惨败的刘邦，靠着夏侯婴的保护逃进了荥阳。而留守关中的汉丞相萧何，紧急征募青壮年兵士，并调集物资送到荥阳，希望尽快重整旗鼓。由于荥阳广武山这里的敖仓有囤积的军粮，占据了国家粮食一半在这里。同时这里有山地和独特的地理位置。是兵家的必争之地。为此，长达两年多的对峙也在广武山开始。
公元前205年4月开始，刘邦和项羽在荥阳一带进行了长达两年的拉锯战，它是楚汉相争最长的战役，也是最重要的战场。对于项羽来说破荥阳才能到达关中，而对于刚刚靠着大风才逃出来的刘邦来说，凭着超乎常人的心理素质和张良、萧何等人的辅佐，希望依靠荥阳独有的敖仓粮库和成皋天险，同项羽决一高下。
而张良此时向刘邦推荐了一个人可以拉拢，才能和项羽对峙，便是九江王英布，而他本是项羽这边阵营的人，但是在攻齐的时候，他却装病不去。攻汉的时候，他又托辞不去。这让项羽讨厌对他心存不满，这也给了刘邦策反英布的机会，便派英布同乡随何去当说客，英布却不接见，就在此时楚王派的使者到此，催促英布发兵到荥阳。眼看英布摇摆不定，随何便说出：“九江王已归汉，楚何以得发兵”。逼迫英布站位，英布无奈，只有杀了使者，站到了刘邦的阵营。
得知英布反叛后，项羽立即下令攻下九江国，英布和随何投奔荥阳。并受到了与汉王府一样的待遇，让英布倍感温暖。
公元前204年3月，项羽终于对荥阳发起了正面进攻，楚军首先攻克了汉军在荥阳以东的各处据点，接着不断进攻荥阳至敖仓粮库的甬道。最终被楚军破坏，荥阳中的汉军孤立无援，4月项羽包围了荥阳，打算将刘邦围歼在荥阳城中，刘邦打算和项羽议和，但是被范增所阻，便让陈平设反间计，使项羽赶走范增。此时项羽身边已然没有谋略之士，而范增在途中也发病而死。其实这个离间计，在冷静的状态下，一眼就能看出，很拙劣的。但是这段历史中来分析，或许项羽和范增的矛盾已经不可调和了。
5月的一天晚上，荥阳东门大开，刘邦坐着自己的王车，打着汉王的大旗，带着2000多人的队伍缓缓走出，“食尽，汉王降楚”。这一声呼喊在安静的夜间让楚军十分惊喜，他们认为获得了楚汉之争，越来越多的人都来观望，就在此时，荥阳西门突然打开，一小股骑兵飞快冲过混乱的阵营，楚军组织涣散，无人拦截。当项羽亲自来确认时，才发现王车里坐着与刘邦身形相似的纪信，再看纪信身后的士兵竟然全是女子。项羽大怒直接烧死了纪信和车马。
而刘邦逃走回了关中，并派彭越组织游击战，不断骚扰截断项羽的粮道。使得楚军陷入不利的局面，因此项羽准备速战速决，一举拿下荥阳。
公元年204年6月，项羽对荥阳发动了第二次正面进攻，一举攻克荥阳，还拿下了成皋。又取得敖仓军粮，，军威大振，重新掌握了战场的主动权。而刘邦又一次逃跑了。原来他见势不妙，就在围攻成皋之间，就已经坐夏侯婴所驾的马车从北门逃脱而去，逃到了修武。
而此时的韩信正在开辟北方战场，做为这场战争的胜负手，他连续攻下了代、赵、燕以及实力雄厚的齐国。而齐国和楚国结盟，便派人向楚国求救。项羽便派他自己最勇猛的将领龙且带一半的楚国兵力前去救援。两方在潍水相遇，一方号称20万楚军，一方只有不到5万的汉军，韩信发现观察到严冬的潍水正值枯水期却水很暖和，便派人到潍水上游用数万个沙囊将其堵住，使潍水断流，准备妥当之后便带着一半的队伍渡过潍水向楚军发动进攻，一番拼杀后便佯装战败后撤，龙且亲率楚军乘胜渡过潍水，待楚军渡至过半，韩信命令上游士兵扒开堵住水流的沙囊，一时间将楚军困在潍水中央，方寸大乱。此时韩信命令弓箭手急速上前，乱箭乱杀。这位项羽麾下这位最勇猛的将军龙且就这样死在了万箭之下。
这场战争注定了项羽的失败，导致他被前后夹击。而在项羽手中的筹码也越来越少。胜利天枰开始慢慢向刘邦倾斜。