楚汉订下和约，双方以鸿沟为界。东属楚，西属汉，双方各不侵犯，项羽履约，率兵东归。而刘邦则采纳张良、陈平建议，乘势追击疲惫的楚军。汉高祖五年（公元前202年）十二月，韩信率三十万汉军和诸侯联军，将项羽的十万军队紧紧包围在垓下（今安徽灵璧东南）。到了夜间，张良令围城的汉军都唱起楚歌。项羽听见四面楚歌，以为汉军已经全部占领了楚地，于是陷入绝望，帐中只有爱姬虞姬在场，项羽慷慨悲歌：“力拔山兮气盖世，时不利兮骓不逝！骓不逝兮可奈何，虞兮虞兮奈若何！”高歌数遍，虞姬唱和，随后自杀。项羽乘乌骓马率八百精骑趁夜突围南逃。天明，韩信命令灌婴率五千骑兵追赶。项羽渡淮河，跟从者仅百余人，逃到阴陵（今安徽和县北）时因为迷失道路，陷入沼泽中，为汉军追上。项羽又率兵突围向东逃到东城（今安徽定远东南），这时身边仅剩二十八名骑兵，最后项羽退到乌江（今安徽和县东北）。当时乌江亭长已备好渡船，准备把项羽接回江东，但项羽认为自己当初数万大军出征，而如今仅余十余人，感到自己无颜见江东父老，在斩杀汉军追兵数百人后，举剑自刎，年仅三十一岁。
