汉五年（公元前202年）正月，由楚王韩信牵头，群臣共同上书，推尊刘邦称帝。刘邦看了诸侯王的上书，心里美滋滋的，表面上却故意推辞，内外臣僚再三恳请，他才答应。刘邦于二月正式做了皇帝，后世称他为汉高祖。起初在洛阳建都，后来又迁都长安，这就是历史上的汉朝。
楚汉战争初期，一些诸侯王被刘邦所灭，但由于楚强汉弱，形势于刘邦不利。刘邦为争取诸侯的支持，先后封了张耳为赵王、英布为淮南王、吴芮（ruì）为长沙王、臧荼（tú）为燕王。与此同时，对部下直接带兵的大将，也采用封王的办法，加以拉拢。先封韩信为齐王，后又改封为楚王，封彭越为梁王，封韩国贵族信为韩王。这样，在楚汉战争过程中，刘邦先后封了七个异姓王。在当时，这一措施确实起到了笼络部下，争取支持，分化敌方，孤立项羽，最后打败项羽的积极作用。
汉高祖封这些异姓功臣为王，原是一种不得已的办法。他深知这些异姓王能征惯战，有才干，有实力，他称帝后，生怕他们的势力强大起来，会夺取他刘氏的江山，所以便寻找各种借口，一个一个地来消灭这些异姓王。
首先，他借口燕王臧荼谋反，亲自带兵征讨，俘虏了臧荼，改封与自己同一年出生的同乡、同学又是好友的卢绾（wǎn）做燕王。
第二年，汉高祖听说楚王韩信收留了项羽的大将钟离昧，怀疑韩信有意谋反。汉高祖有心去征讨韩信，又怕自己不是韩信的对手，于是便采用了陈平的计谋，假装要去游玩楚国的名胜云梦泽，带着自己亲信的部队来到韩信的封地，准备伺机行事。
韩信觉察到刘邦这次来者不善，起兵反叛吧，觉得自己有功无罪，刘邦不会那么不讲情义；真的去拜谒刘邦，又怕掉进圈套，被他暗算。正当韩信犹豫不决的时候，有人为他出谋划策说：“汉高祖是为钟离昧而来，你杀掉钟离昧，提着他的脑袋去朝见高祖，高祖必定喜欢，你就会平安无事了。”
韩信找钟离昧商量此事，钟离昧大骂韩信道：“你这人太不够朋友了。刘邦不敢派兵进攻你，就是因为有我在这里。如果我今天死了，明天你必定灭亡。”说完，他就拔剑自杀了。韩信真的拿了钟离昧的头去拜见汉高祖。汉高祖当场叫武士把韩信捆绑起来，装进囚车带回洛阳。后来汉高祖考虑到韩信功劳很大，威望很高，谋反的事又没有确凿的证据，杀了他担心有人不服，就释放了他，把他降为淮阴侯。
后来，吕后采用了萧何的计谋，把韩信骗到未央宫杀害了，并诛灭了韩信的三族。所以，后人这样评价：“成也萧何，败也萧何。”
在韩信被杀后，刘邦以彭越谋反为借口，把他逮捕，废为庶人，流放蜀地。彭越在半路上遇到吕后，哭诉无罪。吕后答应为彭越说情，便把他带回洛阳。见了刘邦，吕后却说，放了彭越是放虎归山，不如杀了他，以绝后患。刘邦听了吕后的话，杀了彭越，并把他剁成肉酱遍赐诸王侯。
淮南王英布，得知韩信被杀，就惊恐不安，又见到彭越的肉酱，更觉得大祸就要临头，便于公元前195年，聚集了兵马，发动了反叛。刘邦率兵征讨卢绾，费了九牛二虎之力，才平定了叛乱，杀了英布。在战争中汉高祖被飞箭射伤，从此一病不起。
就在刘邦征讨英布那一年，燕王卢绾曾经与陈希有过秘密勾结的事暴露了。刘邦派樊哙、周勃率兵征讨。卢绾只带了几千人逃入匈奴。赵王张耳死于公元前202年，由其儿子张敖嗣（sì）继任为王，并娶了刘邦的女儿为妻，后因赵明贯高谋反，受到牵连，被贬为宣平侯。
异姓诸侯中就只剩下长沙王吴芮了。他的封地内只有两万五千万户，地少力弱，与汉中央集权的矛盾尚不尖锐。长沙王一直传位五世，到汉文帝时，才因没有子孙可传，被除国。
刘邦先后用了七年时间，削平了主要的异姓王国，解除了汉初分裂割据势力的祸患，巩固了西汉的统一。
汉高祖刘邦在征讨英布的战争中受伤以后，经常胸痛难忍。到高祖十二年（公元前195年）春天，病情越来越重，他知道自己不行了。一天，就带领文武大臣到太庙里去宣誓，叫手下人牵来一匹白马，亲自主持了杀马仪式。
刘邦端起一杯冒着热气的马血酒，当着祖宗的灵位，带领大家起誓说：“从今以后，凡不是姓刘的人，一概不许封王；没有功劳的人，一概不许封侯。谁违反这个誓约，天下人就共同讨伐他。”起誓完毕，汉高祖把马血酒洒半杯在地上，剩余的半杯一口气喝下去。在场的人都照着他的样子，每人喝了马血酒，发誓一定永远遵守此约。
汉高祖杀马宣誓，是怕异姓王造反，抢他的刘氏天下。可是他万万没有料到，后来造反篡权的，并不都是那些封王封侯的异姓功臣，而是他的妻子吕后和吕氏子弟。