面对刘邦的追击，项羽大怒，加之韩信、彭越并未赴约，刘邦和项羽在固陵爆发大战，刘邦被项羽击溃。之后刘邦采用张良的计策，承诺击败项羽后封给彭越、韩信土地，两人这才领兵来援。
公元前202年10月，汉将灌婴领兵攻向彭城，一连攻占包括彭城在内的西楚多座城池。英布则派人进入九江地区，诱降楚将大司马周殷，与之合兵攻向城父方向。刘邦则由固陵率兵东进。韩信从齐地发兵、彭越从梁地发兵。
项羽虽然初期在固陵击败刘邦，但面对汉军从各地发动的进攻，仍然无法扭转局势，无奈之下选择东南方向撤退。11月，项羽退至垓下，修筑防御工事，整顿兵马，意图再战，此时楚军尚有十万人马。至此，垓下之战爆发。
