由上观之，项羽所封之十八王国，除汉外，至此只余燕、衡山、临江三王而已。然燕已通汉，衡山、临江二国，地远而弱。当时仅有刘、项两大势力，并力角逐。及垓下一战，项羽破灭，汉高统一之业，方告成功。
五年，西元前202年。高祖与诸侯兵共击楚军。（《史记》卷八《汉高祖纪》）
是时汉兵盛，食多；项王兵罢，食绝。汉遣陆贾说项王……项王乃与汉约中分天下，割鸿沟以西者为汉，鸿沟而东者为楚，项王许之……项王已约，乃引兵解而东归。汉欲西归，张良、陈平说曰：“汉有天下太半，而诸侯皆附之，楚兵罢食尽，此天亡楚之时也。不如因其机而遂取之。今释弗击，此所谓养虎自遗患也。”汉王听之……乃追项王，至阳夏南，止军……楚击汉军，大破之。汉王复入壁，深堑而自守……韩信乃从齐往，刘贾军从寿春并行，屠城父，至垓下。大司马周殷叛楚，以舒屠六，举九江兵，随刘贾、彭越，皆会垓下，诣项王。项王军壁垓下，兵少食尽，汉军及诸侯兵，围之数重，夜闻汉军四面皆楚歌，项王乃大惊曰：“汉皆已得楚乎？是何楚人之多也！”项王则夜起饮帐中，有美人名虞，常幸从，骏马名骓，常骑之。于是项王乃悲歌忼慨，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。”歌数阕，美人和之，项王泣数行下。左右皆泣，莫能仰视。于是项王乃上马骑，麾下壮士，骑从者八百余人，直夜溃围，南出驰走。平明，汉军乃觉之，令骑将灌婴，以五千骑追之……项王乃复引兵而东。至东城，乃有二十八骑，汉骑追者数千人，项王自度不得脱……汉军……乃分军为三，复围之……项王乃欲东渡乌江，乌江亭长檥船待……项王笑曰：“天之亡我，我何渡为。”……乃自刎而死。（《史记》卷七《项羽纪》）