后逃到垓下，韩信、彭越、英布等加入汉军对项羽的包围网之后，参战兵力数倍于楚军。
垓下灭楚.前202年12月，楚军在垓下之战中被汉军打败，被围在垓下。刘邦用四面楚歌之计瓦解楚军军心，最后项羽走投无路，自觉无颜见江东父老，只好自刎于乌江边。这场历时近五年〔汉元年（前206年）四月至五年（前202年）十二月〕的楚汉战争，项羽彻底败亡而自杀，刘邦统一天下。
建立汉朝.前202年初（汉五年十二月），项羽败亡。汉五年（前202年）正月，追尊长兄刘伯为武哀侯，以楚义