第二年，也就是公元前205年，韓信將敵軍引出函谷關(guān)，將兵鋒逼至洛陽，韓王鄭昌、殷王司馬邛等項羽所屬的封國，先后歸降劉邦。然后，韓信率漢軍與齊、趙聯(lián)合，共謀入侵楚國，四月，聯(lián)合大軍就已進(jìn)入到了楚國的首都彭城。攻勢之凌厲，令人贊嘆。

進(jìn)入彭城后的劉邦，小混混的老毛病又犯了，他將防務(wù)丟在一邊，派人去大肆收集美女和寶物給他，給了項羽一個還擊的可乘之機(jī)。正在與齊軍鏖戰(zhàn)的項羽聽說彭城失守，急率三萬精騎星夜趕回，一戰(zhàn)將劉邦擊敗。韓信聽到這個消息，馬上趕來收集潰敗的部隊，和劉邦在洛陽地區(qū)會師，又成功地進(jìn)行了阻擊戰(zhàn)，在京縣、索亭之間把楚軍打得大敗，使項羽西進(jìn)的兵鋒受挫。戰(zhàn)線最后在滎陽穩(wěn)定了下來。

劉邦兵敗彭城后出了一點(diǎn)小事故：齊國、趙國、魏國這幾個國家，看到劉邦不務(wù)正業(yè)的態(tài)度，頗感失望，又將革命的旗幟倒向了楚國。形勢的嚴(yán)峻不容許劉邦再有絲毫的猶豫，八月，劉邦封韓信為左丞相，領(lǐng)兵攻打魏國。魏王豹陳重兵于黃河?xùn)|岸的蒲坂，韓信針對魏軍部署，將大量船只集中在蒲坂對面的臨晉，佯作正面渡河之勢，暗中卻用木框架綁扎瓦罐做成臨時渡河器材，從上游夏陽渡河奇襲安邑，突然出現(xiàn)在魏軍背后，大破魏軍，俘獲魏王豹。

韓信攻占齊地后，項羽驚恐萬分，連忙派人去游說韓信，以三分天下為條件，希望韓信反漢聯(lián)楚。韓信義正詞嚴(yán)地拒絕了。這時候，韓信身邊的謀士也都紛紛勸他答應(yīng)項羽的條件，畢竟，不管老板給你多高的職務(wù)，多高的薪水，名正言順地做老板總是比給別人打工好。況且現(xiàn)在韓信戰(zhàn)功赫赫，有“功高蓋主”的危險，很難說劉邦不會借機(jī)除掉他。韓信聽了連連擺手道：“請不要再說了。”可是齊地初定，需立王掌政以安民心。所以，韓信已遣使修書請求劉邦立他為假齊王（代理齊王）。當(dāng)時，劉邦正被項羽困在滎陽，自顧不暇，看罷來書后勃然大怒，本不想應(yīng)允。后來，聽取了張良和陳平的意見后，劉邦又說：“大丈夫平定了諸侯就是真王，當(dāng)假王干什么？”于是，就真的立韓信為齊王。韓信又一次因禍得福，封了王。

公元前202年十二月，楚、漢兩軍在垓下展開決戰(zhàn)，這就是著名的“垓下之戰(zhàn)”。劉邦以韓信為主將，統(tǒng)一指揮各路大軍。項羽指揮十萬楚軍，從正面向漢軍陣地猛攻。韓信采用典型的側(cè)翼攻擊戰(zhàn)法，令漢軍中軍稍稍后退，避開楚軍銳氣，而將兩翼展開，實(shí)行側(cè)擊，然后再令中軍推進(jìn)，一下子完成了合圍。入夜，韓信令漢軍四面唱起楚歌，終使楚軍喪失斗志，被漢軍一舉聚殲于垓下。項羽眼見大勢已去，慷慨自刎于烏江邊。歷時五年的楚漢戰(zhàn)爭，以漢王劉邦奪得天下而告終。