Sejarah Dinasti Han
Jatuhnya Qin > Perang Han-Chu

Dua bulan setelah Liu Bang memasuki wilayah Guanzhong, Xiang Yu beserta pasukannya tiba di Xianyang pada awal tahun 206 SM. Baku hantam antara pasukan Liu Bang dan Xiang Yu dapat dihindari berkat campur tangan Xiang Bo yang merupakan sahabat Zhang Liang. Xiang lalu menyelenggarakan pesta kenduri di Gerbang Hong, dan Liu Bang menghadiri pesta tersebut. Namun, Liu diperingatkan oleh Xiang Bo dan Fan Kuai mengenai rencana salah satu panglima Xiang Yu, Fan Zeng, untuk membunuhnya. Akibatnya Liu Bang melarikan diri di tengah-tengah pesta. Pasukan Xiang kemudian memasuki Xianyang. Konon mereka menjarah dan membumihanguskan kota tersebut. Xiang juga menghukum mati Ziying. Pada tahun yang sama, Xiang Yu memberikan gelar "Kaisar Yi dari Chu" kepada Raja Huai II dan juga mengirimnya ke wilayah perbatasan yang terpencil. Di wilayah tersebut Kaisar Yi tewas dibunuh atas perintah dari Xiang. Xiang Yu lalu mengambil gelar Raja Chu Barat (西楚霸王) dan menjadi pemimpin konfederasi yang terdiri dari 18 kerajaan. Xiang Yu kemudian membagi Guanzhong menjadi tiga kerajaan. Zhang Han dan dua bawahannya dijadikan raja, sementara Liu Bang diberikan Kerajaan Han yang terletak di daerah perbatasan di Hanzhong untuk mengurangi ancaman darinya.
Pada musim panas tahun 206 SM, Liu Bang mendengar kabar mengenai nasib Kaisar Yi dan memutuskan untuk menggerakkan kerajaan-kerajaan dalam upaya untuk melawan Xiang Yu. Akibatnya meletuslah perang selama empat tahun yang disebut Perang Chu-Han. Liu mula-mula melancarkan serangan langsung ke Pengcheng dan berhasil merebutnya ketika Xiang sedang sibuk melawan raja lain, yaitu Tian Guang (田廣) sang Raja Qi. Namun, pasukan Liu mengalami kekalahan setelah Xiang kembali ke Pengcheng. Liu sendiri berhasil lolos karena badai menghalangi pasukan Chu, tetapi ayahnya Liu Zhijia (劉執嘉) serta istrinya Lü Zhi ditangkap oleh pasukan Chu. Liu kembali kalah di Xingyang, tetapi ia selamat karena Xiang Yu harus berurusan dengan Ying Bu (英布), Raja Huainan, yang memberontak melawannya. Setelah Liu berhasil menduduki Chenggao dan sebuah lumbung Qin yang besar, Xiang mengancam akan membunuh ayah Liu jika ia tidak menyerah, tetapi Liu tidak menggubris ancaman tersebut.
Berkat keberhasilan Liu, pasukan Chu kehilangan persediaan makanannya, sementara panglima Liu yang bernama Han Xin (meninggal 196 SM) berhasil menaklukkan Zhao dan Qin di sebelah utara Chu. Maka dari itu, pada tahun 203 SM, Xiang memberikan tawaran kepada Liu. Ia akan melepaskan kerabat-kerabat Liu dan membagi Tiongkok menjadi dua: bagian barat akan diberikan kepada Han, sementara wilayah timur akan dikuasai Chu. Walaupun Liu menerima tawaran ini, perdamaian tidak berlangsung lama. Pada tahun 202 SM, Pertempuran Gaixia meletus di wilayah Anhui modern. Menurut catatan sejarah pada masa itu, Liu Bang memimpin 300.000 prajurit, sementara Xiang Yu hanya punya 100.000 pasukan. Saat pasukan Chu mulai melemah, pasukan Han terus menyerang mereka dan akhirnya pasukan Chu mundur ke perkemahan mereka. Pada malam harinya, Xiang Yu mengumpulkan 800 pasukan berkuda dan pergi dari perkemahannya. Pada pagi harinya, Liu Bang mendengar kabar mengenai hal tersebut dan mengirim 5.000 pasukan berkuda untuk mengejarnya. Xiang akhirnya terkepung di tepi Sungai Yangtze, dan di situ ia bunuh diri. Liu lalu mengambil gelar kaisar dan kini dikenal dengan nama Kaisar Gaozu (berkuasa 202–195 SM).