彭城，项羽闻后，举兵回救，汉军大败，刘父刘妻都为楚军所掳。项羽以3万精兵击退了刘邦60万汉军，成为中国古代战争史上以少胜多的战役之一。刘邦兵败后，采取避实击虚，迂回包抄楚军的战略。前202年，汉军攻占下邳，彭城守将项佗投降。项羽军队全军覆灭，项羽亦自刎于乌江。长达5年的楚汉战争以刘邦的胜利告终。秦始皇五年(前242)，初置彭郡于彭城，寻废，改置彭城县，属泗水郡。秦末反秦战争中，项梁、项羽、刘邦等拥立的楚怀王和项羽都曾建都于彭城。汉高祖五年(前202)，改泗水郡为沛郡，又分沛郡立楚国，初封韩信，都下邳