刘邦在荥阳胜了项羽之后，大军运送粮草的甬道多次被楚军侵袭，导致军粮匮乏，将士们陷入恐慌。刘邦打算与项羽讲和，以荥阳为界，西边是汉王领地，东边是项王领地。项羽打算接受这个条件，范增反对说：“汉军是容易消灭的，现在放手，将来必定后悔。”项羽便听从范增的建议，火速围攻荥阳。刘邦被围，一筹莫展。
这时，谋士陈平献上一个“妙招”。陈平，阳武（今河南原阳东南）人，自幼喜爱读书，胸怀大志。秦末，陈平先后追随魏王咎、项羽，都没有得到重用。刘邦收复三秦之地后，陈平投靠刘邦，拜为都尉。面对荥阳被围的险境，陈平建议刘邦用计离间项羽和范增。项羽的使者来到刘邦军中，刘邦热情地招待，在捧着佳肴进送的时候，刘邦假装细看使者，惊讶地说：“哎呀！我还以为是亚父范增的使者，没想到竟然是项王的使者！”然后竟把佳肴收回，改为粗茶淡饭招待。这个使者回去，将情形原原本本地告诉项羽。项羽心生嫌隙，怀疑范增与刘邦私下有勾结，渐渐夺去范增的权力。范增大怒，自请辞归，项羽准许，范增在告老还乡的途中发病而死。可怜这位楚国谋士，为项氏忧心一生，自此，项羽身边再无可托付军国大事之人。
范增是除去了，但远水解不了近渴，围城之急仍然是火烧眉毛的事儿。刘邦的部将纪信又献计说：“请准许臣化装成大王诓骗楚军，大王趁机暗中出城！”夜里，纪信穿上刘邦的华服，乘坐黄屋车往城门而去。城门大开，先是放出去许多美女，后面跟着两千甲士，汉军大喊：“城中没粮食了！汉王出来投降了！”楚军一听汉王投降，都兴奋得高呼“万岁”。刘邦便趁乱带了数十人马，从另一个城门逃脱了。项羽赶到城门外，看到所谓的“汉王”是纪信，勃然大怒，将纪信烧死。不久，项羽占领荥阳。
刘邦逃出荥阳后，与九江王黥布会合，进入成皋（今属河南省荥阳市），在这里与楚军战了一场，又败。刘邦逃脱后奔向修武（今属河南省焦作市），获得了张耳和韩信的支援，在巩（今河南省巩县）大战楚军，终于获胜，阻挡了楚军西进的步伐。此时，彭越越过黄河，杀了楚将薛公，项羽又率兵去攻打彭越，将彭越打败。这一时期，项羽充当了“消防队员”的角色，到处“救火”。面对四处反叛的诸侯，他东征西讨，终于收复了中原一些失地，但队伍也因为长期奔波而疲惫，为后来兵败埋下了隐患。
汉军与楚军在广武（今山西省广武县）附近扎营，两军对峙数月。彭越在梁地（今河南省开封市一带）不断骚扰项羽的后方，断绝楚军粮草，让项羽感到很困扰。这时，刘邦与项羽的力量已经旗鼓相当，项羽腹背受敌，倒显得更力不从心一些。无奈之下，项羽只好做了一个高高的架子，将刘邦的父亲绑在上面，放在汉军可以看见的高处，告诉刘邦说：“你再不投降，我就烹杀了你老爹！”刘邦说：“我与项羽都是楚怀王的臣子，在怀王面前，我们约为兄弟。我的父亲也就是你的父亲，你如果要烹杀自己的父亲，别忘了分给我一杯羹！”项羽被激怒了，即刻就要杀了刘邦之父。项伯劝阻说：“争夺天下的人，顾不了家人，即便你杀了他父亲，也于事无补，只会增加祸患而已！”项羽认为言之有理，决定不杀刘邦的父亲，但也想不出什么法子能攻破汉军。
