楚汉之争中，鸿门宴外，这次战役中项羽又一次错失杀刘邦的机会
刘邦在袭占彭城之后，刘邦满足于表面上的胜利，置酒作乐，疏于戒备。而项羽一接到彭城失陷的消息，即亲率精兵3万从齐地赶回，乘汉军毫无戒备的时机，发起进攻，夺回彭城。汉军溃不成军，仅带骑兵数十名狼狈逃脱，自己的父亲和妻子吕雉也成了项羽的阶下之囚。
刘邦据守荥阳，取敖仓之食，与项羽对峙，双方进入相持状态。项羽全力发动攻势，多次切断甬道，使汉军乏食。
汉三年（公元前203年）四月，楚军围困刘邦于荣阳。刘邦于危急之际，始行缓兵计，遣使求和，愿割荥阳以东予楚；继施反间计，使项羽猜忌主要谋士范增，致范增愤然辞去。七月，项羽烧死纪信，指挥楚军紧围荣阳，占领刘邦放弃的成皋。
刘邦派灌婴和靳歙深入楚军后方断楚军粮道，灌婴、靳歙进展迅速率骑兵突袭荥阳、阳武到襄邑粮道，另外深入到鲁下，在鲁下大破项冠楚军 ，另让彭越击败项声、薛公攻占了要地下邳，直接给楚都彭城造成威胁。 刘邦趁机北上大破终公楚军收复汉军放弃的成皋 而丁复同时也在叶击破楚军。
汉四年（公元前203年）八月，项羽得知隶属于韩信的灌婴率部南下，驰骋于彭城附近，虑及己方少食寡助，士卒饥疲，乃与汉盟约：以鸿沟为界，中分天下，东属楚，西属汉。九月，项羽将彭城之战中掳获的刘邦妻、父送还，引兵东归。