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(今睢宁北)。高祖六年(前201)，韩信降为淮阴侯，改封汉高祖弟刘交为楚王，领薛郡、东海郡、彭城郡三郡36县，都彭城。西汉时期，徐州是刘氏政权重要封国楚国的都城。共产生12位楚王。是两汉时期延续时间最长，经济实力最强，政治地位最高的诸侯国。后王莽篡汉，楚国被废。汉武帝元封五年(前106)，划分全国为13个监察区，徐州为其中之一，称徐州刺史部。大致以《禹贡》所说古徐州的地域