劉邦收編韓信的軍隊后，士氣重新高漲。八月，他帶兵來到黃河邊，向南駐扎在小修武，準備再次與楚軍交戰。郎中鄭忠勸阻劉邦，建議他高筑營壘、深挖壕溝，暫時不要和楚軍正面交鋒。劉邦采納了這個建議，派將軍劉賈、盧綰率領兩萬步兵、幾百騎兵，從白馬津渡過黃河，進入楚地支援彭越。他們四處燒毀楚軍囤積的糧草物資，就是要破壞楚軍的后勤，讓項羽的軍隊沒飯吃。楚軍攻打劉賈，劉賈就堅守營壘不迎戰，和彭越互相照應。
彭越在梁地攻城略地，接連拿下睢陽、外黃等十七座城池。九月，項羽對大司馬曹咎說：“一定要守住成皋！要是漢王來挑戰，千萬別出戰，只要不讓他向東進軍就行。我十五天內一定平定梁地，再回來和你會合。”說完，項羽帶兵東進，一口氣攻下陳留、外黃、睢陽等城。
劉邦被項羽的攻勢搞得頭疼，一度想放棄成皋以東的地盤，把軍隊集中在鞏縣、洛陽一帶抵抗楚軍。酈食其勸他說：“我聽說‘懂得順應天道的人，才能成就王業’，稱王的人把百姓當作根本，而百姓把糧食當作根本。敖倉這個天下糧食轉運中心用了很多年，我聽說地下藏著海量糧食。楚軍攻下滎陽卻不堅守敖倉，反而向東進軍，只派一些囚徒守成皋，這是老天爺在幫咱們啊！現在明明是楚國防線有漏洞，咱們卻要后退，白白放棄優勢，我覺得太可惜了。楚、漢兩大勢力不能共存，現在雙方僵持不下，百姓們人心惶惶，農民不種地，婦女不下織布機，天下人都不知道該支持誰。希望您趕緊進兵奪回滎陽，控制敖倉的糧食，守住成皋天險，封鎖太行山通道，扼守蜚狐口，守住白馬津，擺出控制天下的架勢，這樣天下人就知道該歸附誰了。”劉邦聽進去了，決定重新謀劃奪取敖倉。
酈食其又提議：“現在燕、趙兩地已經平定，只剩齊國沒拿下。田家宗族勢力強大，背靠大海、泰山，有黃河、濟水阻隔，南邊挨著楚國，齊人又狡猾多變。您就算派幾萬大軍，一時半會兒也攻不下來。我請求帶著您的詔令去勸說齊王，讓他做漢朝的東方藩屬。”劉邦同意了。酈食其見到齊王田廣就問：“大王知道天下最終會歸誰嗎？”齊王說不知道。酈食其說：“歸漢王！”齊王問憑什么這么說，酈食其滔滔不絕：“漢王先打進咸陽，項羽卻違背約定，把漢王封到漢中。項羽還殺了義帝，漢王得知后，從蜀、漢起兵，平定三秦，出函谷關聲討項羽。漢王收集天下軍隊，恢復諸侯后代的封國；誰打下城池就封誰為侯，得到財物就分給將士，和天下人共享利益，所以英雄豪杰都愿意為他效力。項羽背信棄義、殺害義帝；對別人的功勞轉眼就忘，對過錯卻記恨一輩子；將士打了勝仗得不到賞賜，攻下城池也沒封地，不是項家人根本得不到重用。天下人都背叛他，賢才都怨恨他，沒人愿意為他賣命。所以天下遲早是漢王的！漢王從蜀、漢起兵，平定三秦；渡過黃河，打敗魏國；在井陘口斬殺陳馀，這可不全是人力，更是天意！現在漢王控制了敖倉的糧食，守住成皋天險，扼守白馬津，封鎖太行山、蜚狐口，誰最后投降誰先滅亡！大王要是早點歸附漢王，齊國還能保住，不然亡國就在眼前！”
此前，齊國聽說韓信要帶兵東進，派華無傷、田解率重兵在歷下駐守抵抗漢軍。聽了酈食其這番話，齊王決定和漢朝講和，撤除歷下的守備，天天和酈食其喝酒作樂。韓信帶兵東進，還沒渡過平原渡口，聽說酈食其已經勸降齊國，就想停止進軍。謀士蒯徹卻勸他：“將軍您奉命攻打齊國，漢王只是派個使者勸降，又沒下令讓您停止進軍，憑什么不打？酈食其不過是個書生，靠一張嘴就拿下齊國七十多座城，您帶幾萬大軍，一年多才攻下趙國五十多座城。當將軍這么久，難道還不如一個書生的功勞大？”韓信覺得有道理，于是渡過黃河。
公元前203年冬天十月，韓信突襲并打敗了齊軍在歷下的防線，一路打到齊國都城臨淄。齊王田廣以為酈食其騙了自己，一怒之下把他扔進鍋里煮死，然后帶兵向東逃到高密，派人向楚國求救。田橫逃到博陽，守相田光逃到城陽，將軍田既駐扎在膠東。
另一邊，楚國大司馬曹咎守著成皋，漢軍天天來叫陣，楚軍就是不出戰。漢軍就派人罵曹咎，罵了好幾天，曹咎氣壞了，下令軍隊渡過汜水。結果士兵剛渡到一半，漢軍突然發起攻擊，楚軍被打得大敗，所有金玉財寶都被漢軍搶走。曹咎和司馬欣覺得沒臉見人，在汜水邊zisha。劉邦趁機帶兵渡過黃河，再次奪回成皋，把軍隊駐扎在廣武，就近取用敖倉的糧食。
項羽在梁地連下十幾座城，聽說成皋失守，趕緊帶兵往回趕。漢軍本來正在滎陽東邊圍攻鐘離眜，聽說項羽來了，嚇得趕緊退到險要地方防守。項羽也把軍隊駐扎在廣武，和漢軍對峙。過了幾個月，楚軍糧草短缺，項羽著急了，想出個狠招：把劉邦的父親劉太公綁到一個高臺上，喊話劉邦：“你要是不趕緊投降，我就把你爹煮了！”劉邦耍起了無賴：“我和你當年一起在楚懷王手下稱臣，結拜為兄弟，我爹就是你爹。你真要煮你爹，到時候記得分我一碗肉湯！”項羽氣得想殺劉太公，項伯勸道：“天下局勢還不好說，爭天下的人哪會顧得上家人，殺了他也沒用，只會招來更多麻煩。”項羽只好作罷。
項羽又向劉邦喊話：“天下動蕩這么多年，就是因為咱倆爭來爭去。我要和你一對一單挑，決個勝負，別再讓天下百姓跟著受苦了！”劉邦笑著拒絕：“我只和你斗智，不跟你斗力！”項羽派了三個壯士出陣挑戰，漢軍這邊有個叫樓煩的神箭手，一箭一個把人射殺。項羽大怒，親自披甲持戟出陣。樓煩剛要射箭，項羽瞪大眼睛大喝一聲，樓煩嚇得不敢對視，手都抖得拉不開弓，轉身逃回營壘，再也不敢出來。劉邦派人打聽，才知道出陣的是項羽，大吃一驚。
項羽走到陣前，隔著廣武澗和劉邦喊話，又提出要單挑。劉邦卻開始數落項羽十大罪狀：“你違背約定把我封到漢中；假傳命令殺了宋義；救趙之后不回軍復命，擅自帶著諸侯軍隊入關；燒毀秦朝宮殿，挖掘秦始皇陵墓，私吞財寶；殺死已經投降的秦王子嬰；在新安用詭計活埋二十萬秦軍；把好地方封給部將，趕走原來的諸侯；把義帝趕出彭城，自己占了都城，還吞并韓王的地盤；派人在江南ansha義帝；施政不公，違背約定，天下人都容不下你，這是十大罪狀！我帶著正義之師，讓刑滿釋放的罪人就能收拾你，何必跟你單挑！”項羽聽了暴跳如雷，埋伏好的弓弩手趁機射中劉邦。劉邦胸部受傷，卻摸著腳喊：“敵人射中我的腳趾了！”
劉邦傷重臥床不起，張良卻勸他強撐著起身去慰勞軍隊，穩住軍心，別讓楚軍趁機進攻。劉邦只好忍著傷痛巡視軍營，之后實在撐不住，快馬加鞭趕回成皋。
這邊韓信平定臨淄后，繼續向東追擊齊王田廣。項羽派龍且率領號稱二十萬的大軍援救齊國，和齊王在高密會師。有人勸龍且：“漢軍遠道而來，急于求戰，士氣正盛；咱們齊、楚軍隊在自己地盤上，容易軍心渙散。不如堅守營壘，讓齊王派親信去招降那些丟失的城池。那些城池聽說齊王還在，楚軍又來救援，肯定會反叛漢軍。漢軍遠離本土兩千里，齊地城池都反水，沒了糧草供應，不戰自降。”龍且卻輕敵地說：“我太了解韓信了，他就是個軟柿子！早年靠漂母施舍吃飯，連養活自己的本事都沒有；還從別人褲襠下鉆過去，一點勇氣都沒有，根本不足為懼！這次來救齊國，不戰而勝哪有功勞？要是打贏了，齊國一半土地都能歸我！”
十一月，齊楚聯軍和漢軍隔著濰水擺開陣勢。韓信連夜讓人準備一萬多個麻袋，裝滿沙子，堵住濰水上游；然后帶一部分軍隊渡河攻擊龍且，假裝戰敗往回跑。龍且果然得意地說：“我就知道韓信膽小！”立刻下令追擊。韓信派人挖開沙袋，大水洶涌而下，龍且的軍隊大半被擋在對岸過不來。漢軍趁機猛攻，當場斬殺龍且，濰水東岸的齊楚聯軍四散奔逃，齊王田廣也逃跑了。韓信乘勝追擊到城陽，俘虜了齊王田廣。漢軍將領灌嬰追上并殺死齊守相田光，又打到博陽。田橫聽說齊王死了，干脆自立為齊王，回頭攻打灌嬰，卻在嬴下被灌嬰打敗，只好逃到梁地投奔彭越。灌嬰又在千乘擊敗齊將田吸，曹參在膠東斬殺田既，漢軍徹底平定了齊地。
劉邦封張耳為趙王。
劉邦傷勢痊愈后，向西進入函谷關，抵達櫟陽。他命人將前塞王司馬欣的頭顱砍下，懸掛在櫟陽街市示眾。在櫟陽停留了四天，劉邦又返回軍中，駐扎在廣武。
此時，韓信派人向劉邦進：“齊國人狡猾多變，反復無常，而且南邊緊挨著楚國。希望能暫代齊王，在這里鎮守。”劉邦拆開書信一看，頓時火冒三丈，破口大罵：“我被困在這里，日夜盼著你來支援，你卻想自立為王！”張良和陳平見狀，趕緊踩了踩劉邦的腳，又湊到他耳邊低聲說：“眼下咱們形勢不利，哪能阻止韓信稱王？不如順水推舟立他為王，好好安撫，讓他守住齊國。不然，恐怕會生變故。”劉邦反應過來，立刻改口繼續罵道：“大丈夫平定諸侯，要當就當真王，做什么代理王！”次年春天二月，劉邦派張良帶著印信去封韓信為齊王，同時征調他的軍隊攻打楚軍。
項羽聽說龍且戰死，驚恐萬分，派盱眙人武涉去游說韓信：“天下百姓受秦朝壓迫已久，才齊心協力反抗。秦朝滅亡后，本應論功行賞、劃分土地封王，讓百姓休養生息。可漢王又興兵東進，搶占別人的封地；平定三秦后，還出關收攏諸侯軍隊攻打楚國，分明是想吞并天下，貪婪得沒邊！漢王這人根本靠不住，他好幾次落入項王手中，都是項王心軟才留他一命，可他一脫身就背棄盟約，反過來攻打項王，實在不能信任。現在您雖然和漢王交情不錯，為他拼命打仗，但最終肯定會被他算計。您能活到現在，不過是因為項王還在。如今楚漢相爭，關鍵就在您身上，您幫漢王，漢王就能贏；幫項王，項王就能贏。要是項王今天敗亡，下一個就輪到您了。您和項王從前也有交情，為什么不背叛漢王，與楚國聯合，三家瓜分天下稱王呢？現在錯過這個機會，一門心思幫漢王打楚國，聰明人難道會這么做嗎？”韓信推辭道：“我在項王手下時，不過是個郎中，做個執戟侍衛；我說的話項王不聽，出的主意也不被采用，所以才離開楚國投奔漢王。漢王授我上將軍印，交給我幾萬大軍，脫下自己的衣服給我穿，把食物讓給我吃，我說的話他都聽，出的計謀都采用，我才有今天。人家如此親近信任我，我要是背叛他，實在不吉利，就算死也不會改變心意！請您替我向項王致歉。”
武涉離開后，蒯徹深知天下局勢的走向取決于韓信，便用看相的說法勸說韓信：“我看您的面相，頂多封侯，而且還會有危險；但看您的背相，那富貴簡直不可限量。”韓信不解：“這話什么意思？”蒯徹解釋道：“天下剛起兵反秦時，大家只想滅掉秦朝。如今楚漢相爭，讓百姓死傷無數，父子的尸骨暴露在荒野，數都數不清。楚軍從彭城起兵，一路連勝，威風凜凜；可在京、索之間卻寸步難行，被阻三年。漢王率幾十萬大軍，守著鞏縣、洛陽，憑借山河險要，卻屢戰無功，常常戰敗。現在雙方都已疲憊不堪。依我看，除非有圣賢出世，否則平息不了這場戰亂。現在楚漢的命運都掌握在您手中，您幫誰誰就能贏。您不如讓楚漢都存活，與他們三分天下，形成鼎足之勢，誰都不敢先動手。憑您的賢能，手握重兵，占據強大的齊國，聯合趙、燕，再趁機攻打他們的后方，順應百姓的愿望，為天下人請命，天下人肯定會紛紛響應，誰敢不聽從？您再削弱大國，扶持諸侯，等諸侯都立起來，天下就會歸服齊國。您守住齊國舊地，擁有膠、泗等地，以禮相待諸侯，天下君王都會來朝拜。常說‘天賜良機不把握，反受其害；時機到了不行動，反遭災殃’，希望您仔細考慮！”韓信說：“漢王對我恩重如山，我怎能見利忘義呢？”蒯徹又說：“常山王張耳和成安君陳馀，早年是生死之交，后來卻因為張黡、陳澤的事反目，常山王在泜水南邊殺了成安君，兩人身首異處。這兩人當年好得跟一個人似的，最后卻互相殘殺，為什么？還不是因為欲望太多，人心難測。您想靠忠信和漢王交往，關系肯定比不上他們，而且你們之間的事比張黡、陳澤的事復雜得多。所以您覺得漢王不會害您，大錯特錯！當年大夫文種幫越王勾踐復國稱霸，最后卻被逼zisha，正所謂‘野獸打完了，獵狗就會被烹殺’。論交情，您比不上張耳和陳馀；論忠信，您也超不過大夫文種和勾踐，這兩個例子足夠說明問題了，希望您好好想想。況且我聽說‘勇略讓君主感到威脅，性命就危險；功勞太大，反而沒有賞賜’。您如今功高震主，歸附楚國，楚人不會信任您；歸附漢朝，漢人又會忌憚您。您帶著這些功勞，還能投靠誰呢？”韓信推辭道：“先生先別說了，我再考慮考慮。”過了幾天，蒯徹又勸道：“善于傾聽是判斷事情的關鍵，正確謀劃是把握時機的根本，聽錯過、謀劃錯還能長久平安的人太少了！明智的人做決斷果斷干脆，猶豫不決是做事的大忌。只盯著細微之處，卻忽略天下大勢，心里明白卻不敢決斷，這是一切災禍的根源。功業難成卻容易失敗，時機難得卻容易錯過，時機一去不復返啊！”但韓信還是猶豫不決，不忍心背叛漢王；又覺得自己功勞大，漢王不會奪走他的齊國，最終拒絕了蒯徹的建議。蒯徹見狀，只好離開，假裝瘋癲去當巫師了。
這年秋天七月，劉邦封黥布為淮南王。八月，北方的貉人和燕人派來精銳騎兵支援漢軍。劉邦還下令：軍中將士不幸戰死，官吏要準備好衣被、棺材收斂遺體，派人送回家鄉。這一舉動讓天下人心都歸附了劉邦。
這一年，劉邦任命中尉周昌為御史大夫。周昌是周苛的堂弟。
項羽知道自己孤立無援，糧草也快耗盡，又聽說韓信正帶兵攻打楚國，十分憂慮。這時，劉邦派侯公去勸說項羽放回劉太公。項羽便與劉邦約定，平分天下，以洪溝為界，西邊歸漢，東邊歸楚。九月，楚軍送回劉太公和呂后，撤兵東歸。劉邦也打算西回關中，張良和陳平勸阻道：“現在漢已占據天下大半土地，諸侯也都歸附；楚軍疲憊不堪，糧草斷絕，這是天賜良機。如果現在不趁機攻打，就像是養虎為患啊！”劉邦聽從了他們的建議。
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