第二天早上，刘邦率领百余名侍从来到鸿门，见项羽走出营帐来迎接，急忙下马，纪》，它揭开了楚汉相争的序幕。
半跪在地上，拱手赔罪说：“我和将军合力攻秦，将军在河北作战，我在河南作战，如今我能先入关破秦，还不是仰赖将军在河北牵制了秦军的主力、并将章邯、王离两支铁军击溃。对此，天下人有目共睹，我刘邦哪能分不出个轻重。现在有些无聊的人唯恐天下不乱，散布一些流言蜚语，使我和将军之间产生误会。将军若是轻信这些谗言，我人就在这里，要杀要罚都请将军了断。”
项羽见刘邦讲得很诚恳，哈哈大笑几声，拉起刘邦说：“沛公这话从何说起，你我均受楚怀王之命出兵攻秦，谁是谁非也该由怀王裁决，我不过听了你的左司马曹无伤的话，才有些生气，现在不是烟消云散了吗？”于是下令大摆酒宴，在军中款待刘邦。
宴席上，项羽和项伯东向而坐，范增面南而坐，刘邦北向而坐，张良面南坐在陪位上。
这餐酒宴，大家表面上谈笑风生，可仍然冲不淡弥漫在整个军帐中的紧张空气，每个人都在审视着对方，揣度着对方的内心世界。刘邦尽量装出若无其事的样子，连连举杯为项羽祝酒，可头上早已渗出密密的汗珠。
项羽一边应酬，一边暗想，我今天要想杀了刘邦，再消灭他那群群龙无首的十余万军队是易如反掌的，可随我入关的诸侯军将领会怎么想，关东复兴的齐、燕、赵、魏、韩诸国又会怎么想。我仅仅是楚怀王派出的上将军，要是擅自斩杀刘邦，挑起诸侯军之间的混战，可就成为千古罪人了。如果今天放刘邦一马，他会不会重新挑起战火，跟我争夺天下的统治权呢？为此，项羽一直犹豫未决。
范增是个老谋深算的军师，见刘邦坐在那儿无动于衷，心里暗暗着急，多次拿眼神示意项羽，但项羽却毫无反应，于是又拿起身上佩带的玉块，玉块是一端有缺口的玉饰，块与“决”同音，意思是在暗示项羽下决心杀死刘邦。他一连表示了三次，项羽都默然不动。项王呀！项王！
你今天不杀刘邦，那就等于纵虎归山，日后可要后患无穷了，也罢，由我替你做主吧。范增这么想着，就起身走出军帐，找到项庄（项羽堂弟）说：“项王不忍心杀沛公，你入席去为大家祝寿，然后请求舞剑助兴，借机杀了沛公。不然的话，你们这些人将来都会成为沛公的俘虏。”
项庄于是走进军帐，举杯为大家祝酒，然后说：“主君和沛公欢宴，只是军中没有什么可以助兴的，请允许我来舞舞剑。”
项羽说：“那好哇，这里正缺点助酒兴的把戏。”
项庄于是拔出佩剑，开始起舞，舞着舞着就要舞到刘邦的身边。可在他准备下手时，项伯也起身拔剑舞了起来。每当项庄想下手的时候，项伯就倚身挡住他，或用剑拨开他的剑锋，使项庄一直没找到刺杀刘邦的机会。
席间的空气仿佛凝固了，刘邦早吓得大汗淋漓，那张强颜为笑的脸好像被扭曲了一样难看。张良心里更是紧张，他再也坐不住了，于是假装小解走出军门，喊樊哙过来。樊哙忙问：“里面的情况怎么样？”
“非常危险，项庄舞剑，意在沛公。”
“这还了得，让我进去跟他们拼命。”
樊哙提剑持盾，闯入军门，守卫军门的士兵将戟相交，想阻止他，樊哙用盾把卫士撞倒在地，就冲了进去。他掀开帷帐，面西而立，头发倒竖，滇目欲裂愤怒地瞪着项羽。这一突如其来的变化，把军帐里面的人都震住了。
项羽手按宝剑，单腿跪地，大声喝问：“这是什么人？”
张艮回答说：樊哙。
项羽说：“壮士。给他酒喝。”
立即有人送来一大杯酒。樊哙施礼拜谢，然后把酒一饮而尽。项羽说：“给他猪肩肉。”
樊哙把盾横在地上，放上肉，拔剑切肉而食。项羽又问：“好个壮士！
还能再喝吗？”
“我死都不怕，还会推辞喝酒吗？秦王像虎狼一样凶狠，杀人如麻，刑人不计其数，因此天下都背叛他。出兵前，怀王曾和诸将相约：‘先破秦入咸阳者为王。’现在沛公率先入关破秦，而他自己一件东西也不取，封闭宫殿，退兵霸上，一心恭候大王的到来。派兵守卫函谷关，只不过是为了防备盗贼和万一出现的情况。如此劳苦功高，不但没有得到封侯的恩赏，相反，大王却听信无端谣言，要杀有功之人，这不是步亡秦的后尘吗？恕我直言，这样做对大王不会有什么好处。”
项羽沉默许久，环顾左右说：“壮士言之有理，不过，说我要加害沛公，也是听信了小人的谣言吧。壮士请坐。”
樊哙就坐在张良身边。过了一会，刘邦起身上厕所，故意装作东倒西歪的样子，喊樊哙过来扶他一把，张良也乘机跟了出去。刘邦出去半天没回来，项羽就让爵卿陈平去请刘邦回席。
刘邦出了军门，张良让他赶紧溜回霸上。
刘邦说：“刚才出来的时候，没有辞行，就这样走了有些失礼吧？”
樊哙就说：“都到这般地步了，还讲什么礼节，现在人家像似切肉的俎板和菜刀，我们像是鱼肉，还谈得上什么招呼呢？”
刘邦于是决定马上离去，留下张良前去道歉。张良问：“大王来时准备了什么礼物？”
刘邦说：“我带来白璧一双，想献给项王；玉斗（玉制酒器）一对，想送给亚父（项羽称范增为亚父）。遇上他们生气，没敢献上，你就代我献给他f门口巴。”
说完，刘邦也没敢带着随行侍者、车骑等，就和樊哙、夏侯婴、靳疆、纪信等四人，握剑持盾，从小道徒步逃回军营。
张良送走刘邦，估计他们已经走远，这才进去道歉说：“沛公醉得厉害，没能前来辞行，就离开了。他交代我，谨向大王献上白璧一双，再献给亚父玉斗一对。”
项羽忙问：“沛公现在在哪里？”
张良回答：“听说大王有意要追究他，因此脱身一人先回去了，大概现在已经回到军中了。”
项羽接过玉璧，放在座上，范增接过玉斗，一下子把它摔在地上，愤愤地说：“唉，竖子（指项羽）不足与谋！夺项王天下的人一定是沛公，我们这些人将来都要成为沛公的俘虏。”
刘邦回到军中，立即杀了曹无伤。
项羽在鸿门休整几天，就率兵进入咸阳城。他这次入城是怀着强烈的复仇心理的，因此，下令大肆屠城，杀秦降王子婴，烧毁宫殿，大火整整烧了三个月，几乎把咸阳化为废墟。他还把宫中的财宝、美女抢个精光，然后就准备领兵东归。
这时，有一个叫韩生的人向项羽进言：“关中依山傍河，是阻隔四方的要害之地，而且土地肥沃，物产丰饶，如果在这里定都，就可以称霸天下。”
项羽见关中的宫殿已被烧得无影无踪，心里又非常思念故乡，就说：“我们好不容易富贵了，如果不回故乡，就好比穿着锦绣衣服在夜里走路，谁也看不见。”因此执意不听劝告。
项羽为人比较坦率，而且富有人情味，但同时他也缺少控制情感、作为政治家所不容忽视的性格，一种狭隘的思乡情绪终于使他放弃了关中这块四塞之地，拱手让给了刘邦。正如韩生评论的：“世间都说楚人（项羽是楚人）只不过是戴着帽子的猕猴，的确是这么回事。”
后来项羽听到这话，就下令把韩生给烹了。
反秦斗争取得胜利后，如何进行权力的重新分配就提到了日程。项羽虽然握有天下兵权，可在名分上还是楚怀王手下的将领，因此，项羽首先派人驰告怀王，关中已被平定，请示下一步指示。怀王回答说：“按事先约定的去办。”怀王的意图很明确，就是让刘邦在关中做秦王，项羽回军彭城，一切恢复战国时代七雄并立的局面。
当时的局势是：楚、齐、燕、赵、魏、韩均已复国，刘邦如果立为秦王，则项羽就无王可封。楚怀王仅仅是被项氏叔侄拥立的一个傀儡，对其他诸侯没有任何号召力，如果按怀王的指示做，那么天下又会战斗不休。在这种条件下，项羽为了在全国树立起一个权威，借以节制其他诸侯，决定自己做楚王，而尊奉楚怀王为“义帝”。
接下来就是论功行封了，在分封诸王的问题上，最令项羽头痛的当然是如何安排刘邦。按义帝的约定，刘邦应封王关中，可项羽也深知刘邦是一个极有野心的家伙，因此不能把关中这块要害之地分给他。但又不能公然无视义帝的约定，否则有可能引起诸王的不满，甚至还可能酿成诸王的反叛。所以他就采纳了范增的计谋，把关中作为广义的称呼来解释。当时狭义的关中指函谷关以西今陕西关中盆地一带，而广义的关中也可包括巴、蜀、汉中地区，这样一来，就可以活用义帝关于“先破秦者称王关中”的约定了。于是，项羽封刘邦为汉王，以偏僻的巴、蜀、汉中地区作为封地，建都南郑（今陕西南郑）。为了防止刘邦向东扩张势力，项羽又把东函谷、西散关、南武关、北萧关的“关中”地区一分为三，分封给秦朝的三个降将：章邯为雍王，建都废丘（在今陕西兴平南）；司马欣为塞王，建都栎阳（在今陕西临潼东北）；董翳为翟王，建都高奴（在今陕西延安），号称“三秦”。
然后，又把关东六国的疆域重新划定，除了楚地之外，其他诸国往往被析为数国，用来分封跟随他入关破秦的将领和原有的诸侯王，又封了十四个诸侯王，加上汉王和三秦王，项羽一共分封了十八个诸侯王。
项羽自己号称西楚霸王，领有梁、楚九郡之地，建都彭城（今江苏徐州）。
公元前206年四月，项羽罢兵东归，各个受封的诸侯王也都领兵回到自己的封地。
项羽在反秦斗争中，虽然对秦国怀有强烈的复仇心理，但他也看到了战争给整个社会带来的深重灾难，多次表示自己要尽力去避免新的战争。他本以为在承认反秦斗争中兴起的各种势力的基础上，进行适当的调整和分封，就可以实现天下太平，殊不知这种缺乏战略远见、掺杂个人恩怨的分封并没有维系多久，一些对项羽分封感到不满的人出于个人私利，很快就起兵反楚，重新燃起了一场旷日持久的战争之火。
