项羽在攻下荥阳之后，本来应该乘胜攻取成皋，突破刘邦在巩县、洛阳一带建立的新防线，向函谷关进军，迫使刘邦退守关中。刘邦的势力如果被锁在关内，项羽在收拾关外的反叛势力后，再集中力量进军关内，本来还有可能战胜刘邦。可是项羽的战术是想寻找刘邦进行决战，他认为只要打死或俘虏刘邦，就解决了他与刘邦间的全部问题。所以他听说刘邦在宛县，就没有集中力量再进攻刘邦在巩县、洛阳的防线，反而追踪到宛县，想与刘邦在那里决战。项羽的这种战法，无疑延误了占领荥阳乘胜东进的战机，因而使刘邦喘了一口气，有了巩固新防线的时间。从战术上说，这是刘邦的一大胜利，而项羽却上了刘邦的当。
刘邦在彭城之战失败后，彭越占领的城市又都被项羽夺去。彭越没有随刘邦向西撤退，而仍带领着自己的军队退至巨野泽一带的济水上，在自己的家乡积蓄力量和等待复苏的机会。
当刘邦与项羽在荥阳、成皋一带激战的时候，他趁项羽后方空虚的机会，用游击战的方法，不断袭击项羽的后方运输线，切断他的粮食供应，并乘虚攻下睢阳、外黄等十七座城市，不但影响了项羽前线军队的作战供应，而且严重威胁着项羽后方的安全。
项羽派项声和薛公率军击彭越，在下邳一战，薛公战败被杀，彭越的力量更加强大，对项羽后方的威胁也更大。项羽感到如不亲自出兵除掉彭越这个心腹之患，就不能集中力量对付刘邦。于是项羽决定留其将终公据守刚刚攻下的成皋，自己率兵东击彭越。
刘邦见项羽的主力被彭越引去，项羽在成皋的守军单薄，就趁机从宛县回师北上，击败了终公，收复了成皋。
项羽的军队击败彭越后，听到刘邦收复成皋的消息，来不及进一步追击彭越，项羽又挥师西进，再次包围了成皋。
在项羽的围攻下，刘邦在成皋不敌，与夏侯婴乘车独自从成皋的北门逃出，渡过黄河至修武（今河南修武县东）。这时韩信和张耳率军伐赵，正在修武一带清除残敌。刘邦逃来后，没有敢暴露自己的身份，先在当地住下。第二天一早，自称是刘邦派来的使者，进入韩信和张耳的军营。这时韩信和张耳还没有起床，刘邦进入他们的卧帐，将其印符夺过来，然后召集众将领前来集合，向他们发布命令。
韩信和张耳以为来的是刘邦的使者，可是等他们起床后仔细一看，才知道是刘邦，他们大吃一惊，不知道是怎么回事。
刘邦只身从成皋逃出，来到韩信和张耳的军营，是想调他们的军队支援成皋的战场。可是他又怕独身一个人来，万一韩信和张耳看到其狼狈相，不听他的命令，不但军队调不成，自己还可能发生危险，所以才冒充刘邦的使者，先把韩信和张耳指挥军队的印符夺过来，然后才暴露真面目。
其实，韩信和张耳这时羽翼还未丰满，他们还需要依靠刘邦，所以对刘邦突然冒充使者夺了他两人的兵权，并没有反抗的表示。这样刘邦就顺利地夺了他们的兵权，让张耳守赵地，任命韩信为相国，要他在赵国征兵再去进攻齐国。
刘邦带着韩信、张耳的这支军队，想从修武渡过黄河，去进攻项羽。这时刘邦的卫士郑忠建议，暂勿出兵，坚壁据守，另派奇兵深入项羽的后方，配合彭越，进行骚扰战。
刘邦经过考虑，觉得项羽的主力在成皋一带，率这支军队去进攻项羽军，也未必能取得胜利。于是他听取了郑忠的建议，没有渡黄河，驻守河内郡，以等待战机。
刘邦派卢绾、刘贾率兵二万、骑兵数百，从白马津（今河南滑县）渡过黄河，进入项羽的后方，与彭越的军队联合起来，烧毁项羽的粮仓，切断项羽军的粮道，使项羽前线的军队发生供应困难。他们还在燕县（今河南长垣县西）西郊击败了项羽的军队，攻占了十余座城市。
由于彭越、卢绾、刘贾等人在后方的骚扰和破坏，使项羽在前线的军队供应困难。为了稳定后方，支援前线，项羽决定从前线抽出一部分主力军，回师东去，以清理和整顿后方的秩序。
项羽怕从前线抽走一部分主力后，刘邦的军队趁机反攻，丢失已经取得的进展。他临走时，一再嘱咐大司马曹咎说：“你留下率军坚守成皋，如果刘邦的军队来挑战，一定不要出击。只要守住成皋，刘邦的军队就不能东进，你就完成了任务。我十五天内，必定会平息彭越等人在后方的骚乱。等我的军队返回来，再与刘邦的军队接战，这点请你切记！”
项羽率军东进，先后攻下了彭越占领的陈留、外黄、睢阳等城。外黄坚守了数日才投降，项羽对他们不马上投降很忿怒，就令城中十五岁以上的男子都集中到城东，准备把他们全部活埋了以示报复。
外黄县令的舍人，有个儿子才十三岁。他听到项羽要活埋十五岁以上男子的消息，就自告奋勇地去找项羽，劝说项羽不要报复外黄人。他向项羽解释说：“彭越强迫外黄人守城，外黄人害怕，才投降了彭越，被迫帮他守城，等待着你来了解救他们。现在终于盼着你来了，可你不理解他们的行为，又要报复活埋他们，你这样做，百姓还能拥护和支持你吗？从外黄以东，彭越还占领着十多座城市，你如果活埋了外黄的百姓，他们也会害怕投降后被你活埋，就会拼死据守反抗，你还能攻下这些城市吗？”
项羽听了这个小孩的话，觉得他说得有道理，就改变了活埋外黄人进行报复的做法。结果从外黄开始，彭越所占领的十多座城市，都没有什么反抗就很快被项羽攻下。
彭越和卢绾、刘贾的军队，在项羽的攻势下，被迫退守谷城（今山东肥城县西）。这时因为项羽的军队在成皋失利，项羽无暇再追击彭越，只得回兵阳夏（今河南太康县），准备返回成皋前线。项羽的军队西撤后，彭越又趁机攻下昌邑附近的二十余座城，继续骚扰项羽的后方，把得到的十余万斛粮食，全部支援了刘邦的前线军队。
彭越这支军队的骨干，是巨野泽的渔民。由于他们平时生活就飘泊不定，所以很善于进行游击战。当敌人的主力逼近时，他们不留恋已占据的城市，很快将力量转入山林水泽中；当敌人的主力离去时，他们又会很快出来攻陷敌人设防薄弱的城市，切断敌人的运输线，迅速发展壮大起来，给敌人以很大的威胁。项羽对彭越这支打游击战的军队很头痛，但又无法加以消灭。
刘邦在彭城之战后，从荥阳、成皋的主力防线上说，一直处于被动局面，荥阳和成皋先后被项羽攻占，他也是几次突围成功，才免当俘虏。但是刘邦在侧面和后方的战场上，却一直处于主动的地位。韩信的败赵降燕攻齐，都取得了顺利的进展；彭越在后方的游击战，更给项羽以沉重的打击。这些都减轻了主要战线上的压力，使刘邦在处境困难中得以坚持下来。
特别是彭越在敌后成功的游击战，迫使项羽几次从前线抽调主力部队，返回后方对付彭越。这不但使刘邦前线的军队得到喘息和反攻的机会，而且迫使项羽的主力军往来奔波，疲劳不堪，为刘邦击败项羽的主力创造了条件。
项羽让曹咎谨守成皋，他自己率主力回师进击彭越。刘邦在河东郡驻守的军队，见项羽率主力军回撤，马上渡过黄河，围攻成皋的项羽守军。曹咎一开始还牢记项羽的嘱咐，坚守不战，使刘邦无机可乘。
刘邦为了激怒和引诱曹咎出战，就派人连续辱骂他五、六天。曹咎被激怒了，他把项羽的嘱咐放在脑后，决定出击刘邦军，因而上了刘邦的当。
曹咎率兵出击时，刘邦军主动撤退过汜水。曹咎认为刘邦害怕，就率军渡汜水追击，在渡河中受到刘邦的反击。由于曹咎军无备，来不及组织迎战，结果被刘邦击败。
曹咎原来是秦朝蕲县的狱掾，参加反秦起义后受到项羽的信任，他因为不听项羽的嘱咐，擅自出兵迎敌，结果惨败。他自己觉得对不起项羽，无脸再见项羽，因而与投奔项羽的塞王司马欣，一同在汜水上刎颈而死。
成皋是项羽在前线刚占领的一个重要据点，他掠夺的大批金银财宝，还没有来得及运往彭城，结果又都被刘邦所得。
刘邦击败曹咎时，项羽正在睢阳一带与彭越作战，当他听到成皋失守的消息后，来不及继续追击彭越，就又匆忙率主力返回前线。这时刘邦的军队在占领成皋后，又在乘胜围攻据守荥阳的项羽大将钟离昧。刘邦的军队听说项羽的军队又回来了，大家都很害怕项羽，纷纷退至险要的地方据守，项羽不战而解了钟离昧之围。
成皋是项羽经过艰苦的围攻才占领的继荥阳之后的第二个军事要地，占领成皋就破坏了刘邦设置的荥阳、成皋防线，迫使刘邦的主力军不得不退守巩县和洛阳，处于更加被动的地位。所以项羽占领成皋，在军事上是一大胜利。他回师时嘱咐曹咎严守成皋，也说明他对成皋这一战略要地的重视。
刘邦攻占成皋，是他从战略防御走向战略进攻的开始，而项羽则从主动进攻被迫转入防御，所以成皋的得失对双方都是一个转折点，刘邦从此在主战场上取得主动的地位，而项羽却开始转向被动。
项羽勇敢善战，所向披靡，可为什么他手下的将领多不是刘邦的对手呢？终公和曹咎的两次失守成皋，都是因为项羽不在。而且项羽在临走时还告诉了他们守城之法，可在刘邦的进攻下，都乱了手脚，不按项羽的嘱咐去守城，都是城破而死，这可能如陈平所说的，与项羽重用的多为亲属和亲信，并不按才使用有关。终公和曹咎，在守成皋之前均无战功记载，并不是有名的将领，项羽将这样的重任托付给他们，显然就不是量才使用，而是项羽根据个人的好恶作出的主观决定。项羽这样使用将领，当然就愈来愈缺乏独当一面的将才，因而不得不自己率兵到处往来奔命。这也是他失败的一个重要原因。
刘邦再次占领成皋以后，为了控制敖仓的粮食，就驻军敖仓西面靠近黄河的三室山上的广武。项羽解了守荥阳的钟离昧之围后，也驻军荥阳西南，与刘邦在广武的军队相对峙。
这时彭越在项羽的后方又活跃起来，攻城略地，切断项羽的粮食运输线，使他的军队难以再和刘邦持续对峙下去。项羽很想找一个能尽快解决战争的办法，这时想到了在他手中的刘邦的父亲和妻子。
彭城之战后，刘邦的父亲和妻子就成了项羽的俘虏，项羽一直没有处理他们。这时为了尽快结束战争，迫使刘邦投降，项羽就想到了在他们身上做文章。项羽把刘邦的父亲放在一个很高的肉案子上，派人对刘邦说：“你如果不马上投降，我就要把你父亲杀了。”
刘邦从小就与他父亲的关系不好，他父亲经常指责他不务正业。他见项羽以他父亲相威胁，不但没有设法救他父亲，反而不以为然地回答项羽说：“我和你都受楚怀王之命攻秦，并互相结拜为兄弟，我的父亲也就是你的父亲。你如果想吃你父亲的肉，做好以后希望也能分给我一碗吃。”
项羽听了刘邦对他父亲毫无情义的回答，很愤怒，就想杀了刘邦的父亲作为报复。项伯怕杀了反而加深彼此的仇恨，就劝项羽说：“天下到底谁胜谁败，现在还很难断定。争天下的人，都不会顾及家属而舍弃取得天下的志向，所以虽然杀了刘邦的父亲，也不能迫使刘邦让步，反而会增加彼此的仇怨，还是不杀为好。”项羽听从了项伯的劝告，刘邦的父亲才保住了性命。
一计不成，项羽又想出了另一个办法，就是与刘邦进行个人的决斗，以决定双方的成败。他派人向刘邦挑战说：“因为我们两个人争天下，造成这几年战乱不休，生灵涂炭。我现在向你挑战，两个人决斗，看谁是胜利者。天下不要再因我们两个人的争雄，百姓跟着受苦受难了。”刘邦听了项羽的挑战，觉得很好笑。项羽是一代勇士，刘邦当然斗不过他，也不会与他进行个人的决斗，就回答项羽说：“我只和你斗智，不愿和你斗力。”
项羽见刘邦不敢与他进行个人的决斗，就令部下的一个壮士站出来，一再向刘邦的军队谩骂挑战。刘邦有一个射术很高的楼烦（今山西神池县一带）骑士，等到项羽的壮士第三次挑战时，刘邦令他射杀了这一壮士。
项羽见自己的壮士被射杀，怒不可遏，亲自披甲持戟全副武装上阵向刘邦挑战。楼烦骑士见项羽军中又出来一个壮士，他不知道就是项羽，正要向他射箭时，项羽对他怒目而视，楼烦骑士一看，十分害怕，手发抖，眼不敢看，射不出箭来，赶忙跑回军营里，不敢再出来。
楼烦骑士一直很勇敢，刘邦对他的这种反常表现很奇怪，就派人打听原因，有认识项羽的对刘邦说，项羽亲自出马来挑战了。刘邦听了也大吃一惊，他亲自到前线阵地一看，果然是项羽。
于是，刘邦和项羽这两个争夺天下数年的死对头，就在广武的前沿阵地，彼此进行了对话。
刘邦当面质问和数落了项羽的十大罪状：
第一，我与你都受楚怀王之命，出兵进出暴秦，有约在先，先入关中者王之。你为什么负约，不让我王关中，而王我于蜀汉？
第二，你为什么要假托楚怀王之命，杀了宋义，自己代他为上将？
第三，你救了赵国之后，已完成了楚怀王给你的任务，就应该向楚怀王报告请示，然后再决定下一步的行动，为什么擅自带领诸侯兵入关？
第四，楚怀王有令在先，要反秦起义军入关中后不要暴虐，以争取秦百姓的支持。你为何烧毁了秦宫室，掘了秦始皇墓，把大量钱财据为己有？
刘邦的这一点指责是完全正确的。正是项羽入关后的残暴行为，损害了反秦起义军的形象，给关中百姓造成了灾难，也破坏了很多祖国的传统文化，造成了不可弥补的损失。
第五，秦王子婴已经投降，你为什么还要杀了他？
第六，你为什么在新安用欺骗的办法，活埋了秦的投降将士二十万，反而重用镇压和屠杀反秦起义军的秦降将，分封他们为王？
第七，你的亲信分封的都是好地方，而改封原来的王到坏地方，新的封王驱逐旧的封王，互相不服，这不是要造成混乱吗？
第八，你把义帝驱逐出彭城，自己在那里建都，又夺了韩王的封地，合并了梁、楚的地方，为什么自己独占了这么多的地盘？
第九，义帝是大家拥立的，你为什么偷偷派人在江南把他杀了？
第十，你是义帝的臣，而却杀了主子；敌人已经投降了，你还把他们杀了；你想当霸主，可处理事情不公平；对于制定的盟约，你不守信义。你的所作所为，不是已经失去天下人的信任了吗？
这是刘邦对项羽总结性的责问。最后得出的结论是他已大逆无道，为天下所不容，所以必然会失败。
刘邦指责完项羽的十大罪过后，才明确回答不与项羽进行个人决斗的原因是：“我举义兵与各路诸侯共同反对你，是为民除害，并不是个人之间的仇恨。我指挥这批你看不起的刑犯罪人，就可以打败你，把你杀了。我用不着亲自与你决斗！”
不知项羽是不善于言辞，还是理屈词穷，反正史书上没有记载项羽对刘邦质问的回答。所以两个人在广武军阵前的这番对话，实际上变成了刘邦单方面的指责和质问。