公元前 205 年，刘邦毅然高举征讨不义之臣项羽的大旗，向天子及诸侯痛陈项羽以下犯上、杀害义帝楚怀王之罪，斥责其大逆无道，篡夺楚国王位。以此为借口，刘邦号召各诸侯王与自己一同率兵讨伐项羽，为义帝楚怀王报仇雪恨。随后，刘邦率领塞王司马欣、翟王董翳、河南王申阳、魏王豹、殷王司马卯等五路诸侯，总计五十六万大军，兵分三路。趁着项羽身在齐国之机，浩浩荡荡地出击彭城，偷袭项羽的大本营。在此期间，彭越又率三万多人加盟，至此，刘邦麾下人马已接近六十万。自此，楚汉争霸正式拉开帷幕。
战事初期，刘邦顺利攻占彭城。此时的刘邦再度得意忘形，胜利之后便开始坐地分赃，执酒高歌，全然一副小人得志之态。然而，刘邦虽人数众多，却尽是墙头草，用乌合之众来形容毫不为过。此时，项羽果断放弃先打下齐国的战略，亲率三万骑兵，快马加鞭，迅速回援。汉军与楚军在彭城灵壁之东的睢水边上展开大战，与其说是大战，实则是单方面的碾压。汉军大败，睢水因汉军尸体堆积而断流。刘邦惊慌失措，慌忙丢下父母和吕雉，立刻跳车逃命。夏侯婴在路上遇到刘邦的儿女，便将他们接上了车。此时马已跑得十分疲乏，敌人又紧追在后，刘邦心急如焚，有好几次用脚将两个孩子踢下车去，欲扔掉他们以加快逃跑速度。但每次都是夏侯婴下车将他们抱回车上。夏侯婴赶着车子，先是缓缓行走，待两个吓坏了的孩子抱紧他的脖子后，才驾车奔驰。刘邦为此十分生气，有十多次想要杀死夏侯婴，夏侯婴说：“虽然情况危急怎么能忍心抛弃他们？”终于一同逃脱了楚军的追踪。郦食其跟随着太公、吕后从小路走，寻求刘邦，结果在楚军中遇上了。楚军就把他们一行人带回去交给项羽，项羽就把他们扣为了人质。
韩信收集溃散的人马，与刘邦在荥阳会合，于京县、索亭之间成功挡住楚军，楚军无力西进，刘邦也稳住了局面。
汉军在彭城败退之后，塞王司马欣、翟王董翳叛汉降楚，齐国和赵国也背叛汉王，与楚国和解。六月，魏王豹以探望老母疾病为由请假回乡，然而一回到封国，他便立即切断黄河渡口临晋关的交通要道，反叛汉王，与楚军订约讲和。
汉王派遣郦食其前去劝说魏豹，魏豹却不为所动。魏豹说道：“人生一世，犹如日影掠过墙壁，转瞬即逝。刘邦对待诸侯和群臣，毫无上下之礼，常常将我们像奴隶一般谩骂侮辱，我实在无法忍受，再也不想见到他。” 无论是出于内心真实所想，还是碍于形势，既然劝说不成，那就唯有开战一途。
刘邦随即任命韩信为左丞相，命其率领曹参和灌婴一同攻击魏军。韩信向郦食其询问魏军情况，得知魏王任用柏直为将。于是，韩信再次使出 “暗度陈仓” 之计。柏直判断汉军会从最近的渡口临晋（今陕西大荔县东）渡河，便将主力布置在对岸的蒲坂（今山西永济县西），准备封锁渡口，进行阻击。
然而，韩信再次反其道而行之，在临晋大肆收集渡船，作出准备从这里出击的姿态。此消息传到对岸，柏直越发坚信自己的判断，逐渐放松了对其余地区的警惕。
韩信见魏军一直驻守在蒲坂按兵不动，随即指挥主力部队星夜兼程，突然抵达百里之外的夏阳（今陕西韩城）。他从民间大量搜集木桶，以此作为渡河工具，向魏都安邑（今山西夏县北部禹王城）发起猛攻。
此举确实存在极大风险，黄河水深流急，奔腾呼啸，以木桶渡河，无疑是在玩命。然而，风险越高，收益往往越大。魏军主力皆在蒲坂，致使国都空虚。魏王豹惊慌失措，急忙带领军队迎击韩信。最终，韩信俘虏了魏豹，平定了魏地，并将其改制为河东郡。魏王豹又一次向刘邦投降。
刘邦看魏豹认错态度很好，也为了给其他诸侯打造一个典型，刘邦也就没杀他，派他和周苛等人一起镇守荥阳。
刘邦困守荥阳，年年难过年年过。韩信审慎分析当时的形势，提出了北举燕、赵，东击齐，南绝楚之粮道，西与大王会于荥阳的战略建议。从减轻荥阳前线的压力开始，最终达到对项羽实施战略包围的目标。刘邦正是焦头烂额之际，自然是从谏如流。他拨给韩信三万人马，以张耳为副手，北上平定燕赵。
