汉高祖是沛县丰邑中阳里人，姓刘，字季。他的父亲名叫太公，母亲名叫刘媪。
高祖未出生之前，刘媪曾经在大泽的岸边休息小憩，梦中与神交合。当时雷鸣电闪，天气晦暗，太公前来寻找，看到有一条蛟龙卧在刘媪身上。不久，刘媪就有了身孕，生下了高祖。
高祖这个人，长着高鼻梁，额角突起，有一脸很漂亮的胡须，左腿上生有七十二颗黑痣。他仁厚爱人，喜欢施舍，心胸豁达，常常表现出干一番大事业的志向，不屑于做平常人家生产劳作的事情。等到成年以后，他试着去做官，当了泗水亭长，对于官府中的官吏，常常加以戏弄耍笑。他喜欢饮酒，好女色，经常从王大娘、武大娘两家的酒店里赊酒喝。喝醉以后倒头便卧，王大娘和武大娘经常看到他身上有龙出现，觉得非常奇怪。高祖每次买酒，留在酒店中畅饮，酒的销售量就比平常多好几倍。当看到高祖身上有龙盘旋的怪现象之后，到年底算账的时候，这两家便把记账用的简札折断，不再向高祖讨账。
高祖曾经到咸阳服役，有一次秦始皇出巡，允许人们随意观看，他见到秦始皇，感慨道：“唉，大丈夫就应该这样！”
山东单父人吕公与沛县县令关系要好，他为了躲避仇人来到沛县县令家中客居，并在沛县安了家。沛县的豪杰和官吏们听说县令有贵客，纷纷前来祝贺。萧何作为县令的属官，负责接受贺礼事宜，他对各位宾客们说：“贺礼不足千钱的人，在堂下就座。”高祖作为亭长，平素就看不起这帮官吏，于是在一张贺单写“贺钱一万”，其实随身一文钱也没有带。他入门拜谒，吕公见到这个人非常惊讶，便起身在门口迎接他。吕公这个人，喜欢给人看面相，看到高祖的相貌后，对他非常尊重，把他领到堂上就座。萧何说：“刘季经常说大话，能办成的事情却很少。”高祖因受到吕公的敬重，随意戏弄那些宾客，干脆坐到上座上，毫不谦让。
酒宴进行到尽兴处，吕公向高祖示意让他留下来。高祖喝完酒后，留在最后面。吕公说：“我从小就喜欢给别人看相，经我看过相的人已有很多了，还没有哪个人能比得上刘季的面相，我希望你好自珍重。我有一个女儿，愿意许配给你侍奉你做妻妾。”酒宴结束后，吕媪对吕公大为恼火，说：“你平时总是觉得这个女儿有不同寻常之处，想把她许给贵人为妻。沛县县令和你交好，他来求婚你都没有把女儿嫁给他，为什么这么随随便便地就把女儿嫁给了刘季呢？”吕公说：“这不是你们女人所能了解的事情。”最终把女儿许配给了刘季。
吕公的女儿日后做了吕后，生下汉惠帝刘盈和鲁元公主。
天生贵人相
高祖当亭长的时候，经常请假回家处理农事。
有一次，吕后和孩子们正在田间除草。一位老农从田间过来讨水喝，吕后给他喝了水，还给了他一些饭食。老农看了吕后的面相，说道：“夫人真是天下的贵人。”吕后便让他给两个孩子相面。老夫看长子刘盈，说：“夫人之所以显贵，正是因为这个男孩子啊！”又给女儿看了看，也是贵人之相。
老农走了以后，恰巧高祖从一旁的田间回家，吕后就把老农给他们母子相面的经过，详详细细地讲给高祖听。高祖便问这个人现在哪里，吕后说：“还没有走远。”于是高祖追上老农，向他询问。
老农说：“刚才我看贵夫人和孩子的面相，正如您一样，您的面相简直高贵得无法用语言来形容。”高祖于是感激道：“如果真像老人家您所说的这样，我决不敢忘了您的恩德。”
等到高祖成为高贵的天子之后，却不知道这位老农住在什么地方。
高祖担任亭长时，喜欢戴用竹皮编成的帽子。他让掌管捕盗的差役到薛地找人制作很多这样的帽子，经常戴着，到后来显贵后还常常戴着，后来人们所说的“刘氏冠”，指的就是这种帽子。
醉斩白帝之子
秦朝末年，高祖以亭长的身份为沛县押送徒役去骊山修建坟墓，徒役们有很多都在半路上逃走了。高祖估计，等到了骊山，这些徒役就会逃光，所以走到丰西大泽中时，就停下来饮酒，夜里把所有的徒役全都放了。他说：“你们都逃走吧，从此我也要远远地逃走了！”徒役中有十几位壮士愿意追随高祖。
高祖乘着酒意，夜间抄小路通过沼泽地，命令一个人在前面探路。
那个人回来报告说：“前面有一条大蛇挡在道路中间，咱们还是回去吧。”高祖带着醉意说：“大丈夫行路，有什么好怕的？”于是继续前行，拔出佩剑斩杀了这条大蛇。大蛇被拦腰斩为两段，道路得以畅通。
又走了几里路，高祖酒醉得厉害，躺在地上。后面的人来到斩蛇的地方，看到有一个老妇人在深夜中哭泣。
众人问她为什么要哭，老妇人说：“有人杀了我的儿子，所以我在哭。”
众人问：“您的儿子怎么会被杀掉呢？”
老妇人说：“我的儿子是白帝之子，变作一条蛇，挡在道路中间，现在他被赤帝之子杀死了，我就是为这个哭啊。”众人以为老妇人在撒谎，准备打她，老妇人却忽然不见了。后来的人来到高祖醉卧的地方，高祖酒醒，来人便把这件事情告诉了高祖，高祖心中暗暗高兴，更加自命不凡。那些追随他的壮士们也渐渐地敬畏起他来。
秦始皇曾说：“东南方有象征天子的气象。”于是巡视东方以图镇压。高祖怀疑始皇的行动是冲着自己来的，于是便隐藏起来，躲在安徽芒山、砀山一带的深山湖泽之间。吕后和其他人一起去寻找，常常能够找到他。高祖很奇怪，问她为什么总能找到自己。
吕后说：“在刘季所居住的地方，上面经常有一层云气环绕着。我顺着云气寻找，所以经常能够找到你。”高祖听后心里非常高兴。沛县一带的一些年轻人听到这件事后，很多人都愿意跟随他。
起义
秦二世元年，即公元前209年秋天，陈胜等人在安徽蕲县大泽乡起义，打到陈的时候，陈胜自称为王，定国号为“张楚”。许多郡县的百姓都杀掉他们的长官来响应陈涉。沛县县令非常惊恐，也想在沛县反秦响应陈涉。狱椽曹参和主吏萧何说：“您作为秦朝的官吏，现在却要背叛秦朝，率领沛县的子弟起义，恐怕没有人会听从您的命令。希望您召回那些在外逃亡的人，大约可召集到几百人，用他们来胁迫众人，众人一定会听从命令。”于是命令樊哙去召回刘季。这时，刘季的追随者已经发展到几十人甚至将近一百人了。
樊哙陪同刘季一同回来。沛县县令又变了卦，恐怕刘季来了之后会发生什么变故，便关闭城门、据守城池，不放人进城，还想杀掉萧何和曹参。萧何和曹参十分害怕，逃出城归附于刘季。刘季于是写了一封帛信，用弓箭射到城里，对沛县的父老们宣称说：“天下百姓遭受秦统治之苦已经有很长时间了。如今父老们虽然为沛县县令守城，可是各地的诸侯们都已经起来了，很快就会杀到沛县。如果沛县的乡亲杀了县令，从年轻人中挑选可以拥立的人为首领，以此响应诸侯，那么你们的家室就可以得到保全。如果不这样做，全城老少都会遭到屠戮，到那时，我们再做什么都无济于事了。”
于是，沛县父老便率领子弟们一起杀掉县令，打开城门迎接刘季，准备拥立他为沛县县令。
刘季说：“如今天下大乱，诸侯们纷纷起事，如果首领选择不当，将会一败涂地。我并不爱惜自己的生命，只是担心能力有限，不足以保全沛县的父老兄弟。这是一件大事，希望你们重新推举可以担此大任的人。”
萧何和曹参都是文官，顾惜性命，唯恐起事不成反遭秦朝诛杀满门，所以极力推让刘季。城中父老也说：“我们平日里听说过有关刘季的一些奇异之事，刘季必当显贵，而且，我们占卜的结果证明，谁也不会比刘季更吉利。”刘季还是极力推让。众人中没有人敢于出任沛县县令，最终拥护刘季做了沛公。刘季祭祀黄帝，又在沛县公庭上祭祀了蚩尤，把血涂在旗鼓上，以祭旗祭鼓。旗帜都是红色的，这是因为他所斩杀的那条蛇是白帝的儿子，而杀死这条蛇的人是赤帝的儿子，所以才以红色为尊贵的颜色。
于是，沛公收集了萧何、曹参、樊哙等少年豪吏在内的沛县子弟共两三千人，进攻胡陵、方与，然后退回驻守丰邑。
早期与项氏的合作
秦二世二年，即公元前208年，陈涉的将领周章率军攻打陕西戏水，被章邯击退。燕、赵、齐、魏等地的豪杰都各自为王。项梁、项羽在江苏吴县起兵。秦国泗川郡监名叫平的率兵包围了丰邑，两天后，沛公率众出城与秦军交战，打败了秦军。沛公命部下雍齿守卫丰邑，自己率军去了薛县。泗川的郡守名叫壮，在薛县被打败，逃到山东戚县，沛公的左司马曹无伤捉到泗川郡守并杀死了他。沛公把军队撤到山东亢父，一直到方与，没有发生战斗。
陈胜派魏国人周巿来攻打方与，还未开战。周巿派人对雍齿说：“丰邑曾是梁国的迁都。现在魏地已经有十几座城池被平定了。如果你归降魏国，魏国就封你为侯，让你继续驻守丰邑。如果不肯投降，我就将屠戮丰邑。”雍齿本来就不愿意归属沛公，等到魏国来招降，就立刻背叛了沛公，为魏国守卫起丰邑来。沛公率兵攻打丰邑，没有能够攻下来。沛公生病，引兵退回沛县。
沛公怨恨雍齿和丰邑的子弟们背叛他。他听说东阳宁君、秦嘉扶立景驹做了代理王，驻军在江苏留县，就前往投奔他，想向他借兵攻打丰邑。这时，秦国的将军章邯正在追赶陈胜的部队。章邯的部将司马橺带兵向北平定了楚地，屠戮了相县守城民众，到达了河南砀县。东阳宁君和沛公率领军队向西进攻，和司马橺的军队在萧县西交战，作战不力，就退回来收兵聚集在留县，然后率军攻打砀县，经过三天的激战，终于攻下了砀县。收集砀县的士卒，一共得到五六千人。他们又进攻下邑，攻克了这个地方。退兵驻守丰邑。听说项梁在薛县，就带着一百多名随从骑兵前去见项梁。项梁给了沛公五千士卒，五大夫级别的将领十人。沛公回来后，又带兵去攻打丰邑。
沛公跟随项梁一个多月后，项羽已经攻下河南襄城回来了。项梁把所有率军在外的将领都召回到薛县。他听说陈王肯定是死了，就扶立楚王后代怀王的孙子心做了楚王，将山东盱台定为国都。项梁号称武信君。几个月以后，楚军向北攻打亢父，援救东阿，打败了秦军。齐国的军队回归齐地，只剩下楚军独自追赶逃跑的敌人。另外让沛公和项羽率军攻打咸阳，屠戮阳城。楚国军队在濮阳东边驻军，与秦军交战，大败秦军。
秦军重新整顿军队，据守濮阳，掘开河堤环绕全城。楚军离开濮阳去攻打定陶，没有攻下。沛公和项羽向西夺取土地，一直打到雍丘城下，和秦军交战，大败秦军，杀了李由。又返回攻打河南外黄，没有攻下。
项梁两次打败秦军，面露骄傲之色。宋义进谏，劝告他应戒骄戒躁，以防备秦军的反扑。项梁不听。秦国增派军队支持章邯，趁着夜色袭击项梁军队。为了防止发出声音引起对方警觉，每名士兵的嘴里都衔了一根小木棍，结果在定陶打败了项梁的军队，项梁战死沙场。沛公和项羽此时正在攻打陈留，听到项梁战死的消息，就率军和吕将军一起向东撤退。吕臣驻军在彭城东面，项羽驻军在彭城西面，沛公驻军在砀县。
章邯在打败了项梁的军队后，认为楚地的军队不足为患，于是渡过黄河，向北进攻赵国，打败了赵国的军队。这时，赵歇自立为赵王，秦将王离的军队将他的军队包围在巨鹿城中，这就是所谓的河北军。
秦二世三年，即公元前207年，楚怀王见项梁的军队被打败，心中十分恐惧，就把都城从盱台迁到彭城，把吕臣和项羽的军队合并在一起，亲自统率他们。任命沛公为砀郡太守，封为武安侯，统率砀郡的部队。封项羽为长安侯，封号为鲁公。吕臣担任司徒，他的父亲吕青担任令尹。
赵国多次请求楚军救援，于是，怀王任命宋义为上将军，项羽为次将军，范增为末将军，率军向北救援赵国。命令沛公向西攻取土地，进入关中地区。和诸将相约，谁先进入关中谁就在关中称王。
这时候，秦国的军队十分强大，经常乘胜追击诸侯国的军队，诸位将领中没有人认为先进入关中是一件有利的事情。只有项羽恼怒秦军打败了项梁的军队，很激愤，要和沛公一起向西进军攻入关中。怀王手下的一些老将领们对怀王说：“项羽这个人暴躁凶悍，好兴祸端。项羽曾经攻打襄城，那里的军民没有一个活下来的，全城的人都被他活埋了。他经过的地方没有一处不遭到毁灭的。再说，楚军曾经多次进兵攻夺关中地区，以前陈王和项梁的西进都以失败而告终。不如改派一位宽厚仁和的长者，采用仁义的方式向西进攻，向秦地的父老兄弟讲明道理。秦地的父老兄弟因为他们君主的残暴，已经受了很长时间的苦了，如果能派一位宽厚仁义的长者前往，不用暴力征伐的手段也能降服秦地。如今项羽暴躁凶悍，不能派他去。只有沛公是一位宽厚仁义的长者，可以派他前往。”于是，怀王最终没有答应项羽的要求，而是派遣沛公向西攻取土地。沛公一路上收编了不少被秦军打散了的陈胜、项梁的士兵，取道砀县到达成阳，与杠里的秦军对垒相持，击败了秦军的两支部队。这时，楚军在河北出兵攻击王离，把王离打得大败。
沛公率军继续西进，在昌邑与彭越相遇，于是和他一起去攻打秦军，没有取得胜利。他们回兵来到栗县，正巧遇到刚武侯，便夺下他的军队，得到了大约四千人，并入自己的队伍中。又与魏将皇欣、魏国申徒武蒲的军队合力攻打昌邑，没有攻下。
一路向西
沛公继续西进，经过高阳。高阳人郦食其对把守城门的官吏说：“各路经过这里的将领很多，我看只有沛公是一位宽厚仁慈的长者。”于是前去求见，游说沛公。
沛公正坐在床边叉开双腿，让两名女子为他洗脚。郦食其见到沛公后没有叩头行礼，只是微微地俯身作了个长揖，说：“如果您想诛灭无道的暴秦，就不应该坐着接见长者。”沛公于是起身，整理衣服向他道歉，请他坐到上座上。
郦食其劝沛公先袭击陈留，以获取秦军存储在那里的粮食。攻下陈留后，沛公封郦食其为广野君，任命他的弟弟郦商为将军，统率陈留的军队，与沛公一起攻打开封，没有攻下。继续西进，与秦将杨熊在白马交战，又在曲遇东面打了一仗，大破秦军。杨熊逃到荥阳，秦二世派人将作战失败的杨熊斩首示众。沛公又向南进攻颍阳，并屠城；又借助张良的帮助占领了韩国的轩辕险道。
这时候，赵国的别将司马卬正想渡过黄河进入关中，沛公就向北攻打平阴，断了司马卬渡河所要经过的黄河渡口。又向南进军，在洛阳东面与秦军交战，军队没有取胜，退回阳城，聚集军中的骑兵，在雠县东面和南阳太守吕齮交战，打败秦军，占领了南阳郡，南阳郡守吕齮逃跑，坚守宛城不再出战。
沛公率军绕过宛城继续西进。张良劝阻说：“沛公您虽然急于进入关中，可是秦兵数量很多，而且还占据着有利地势进行抗拒。如果现在不攻克宛城，那么宛城的敌军在背后攻击，强大的秦军主力又堵在前面，这是一条危险的道路。”
于是，沛公趁着夜色从另一条道上返回来，更换了旗帜，在黎明时分将宛城团团围住。南阳郡守想要自杀，他的门客陈恢说：“现在离死还早呢。”于是出城去见沛公，说：“我听说您和诸将约定，谁先进入咸阳谁就可以在关中称王。现在您停下来攻打宛城。宛城是大郡的都城，相连的城池有几十座，人口众多，积蓄充足，官吏们认为投降肯定会被杀死，所以都决心据城坚守。现在您整天都留在这里攻城，士兵伤亡一定很严重；如果率军离去，宛城军队一定会在后面追击，这样，您向西前进就会错过先进入咸阳城在那里称王的机会，后面又有强大的宛城军队的威胁。我为您着想，不如订立盟约招降宛城，封赏南阳郡守，让他留下来镇守南阳，您率领宛城的军队一起西进。那些还没有被占领的城池在听到这个消息后，一定会争着打开城门等着您的大军到来，这样您就可以畅通无阻地向咸阳进军了。”
沛公说：“好！”
于是沛公封南阳郡守为殷侯，封给陈恢一千户。
沛公率军继续西进，到达丹水，高武侯戚鳃、襄阳侯王陵也在西陵归降。沛公又转回来攻打胡阳，遇到了鄱君的别将梅鋗，就和他兵合一处，招抚了析县和郦县军民。沛公派遣魏人宁昌出使秦国，还没等宁昌回来，章邯就已经在赵地率领秦军投降了项羽。
先入咸阳，约法三章
起先，项羽和宋义向北进军救援赵国，后来项羽杀了宋义，代替他做了楚军的上将军，黥布等将领都归属了项羽。项羽率军打败了秦将王离的军队，收降了章邯，诸侯们都归附了项羽。赵高杀死秦二世以后，派人前来，想要和沛公订立盟约，分割关中的土地各自称王。沛公以为其中有诈，就采纳了张良的计策，派遣郦生和陆贾去游说秦将，以利益引诱他们，沛公趁机袭击武关，攻克武关。沛公又在蓝田南面与秦军交战，设置了许多旗帜以示沛公人马众多，命令全军，所经之处不准掳掠，秦国人十分高兴，秦军瓦解，沛公大获全胜。接着，又在蓝田北面与秦军交战，打败了秦军，乘胜追击，终于彻底击败了秦军。
汉元年，即公元前206年十月，沛公的军队率先到达霸上。秦王子婴驾着白车白马，把丝绳套在脖子上，封好皇帝的御玺和符节，在轵道旁向沛公投降。将领中有人提出要诛杀秦王。沛公说：“起初，怀王派遣我向西进军入关，就是认为我能够宽厚待人；再说，人家已经投降了，再杀掉人家，这样做是不吉利的。”于是，沛公将秦王子婴交给官吏们看守，接着向西进入咸阳。沛公想要住进秦国的宫殿里，由于樊哙、张良极力反对，这才封了秦宫中的贵重的珍宝财物和库府，然后退军霸上。
沛公召来各县的父老和有声望的人，对他们说：“父老们苦于秦朝的苛政已经很长时间了，从前人们但凡敢对朝政指指点点的，定会遭到灭族之罪，相互间窃窃私语也要被判处死刑。我和诸侯们约定，谁先进入关中谁就在这里称王，所以，我应该在这里称王。我和各位父老们订立盟约，法律只有三条：杀人者处死刑，伤人和抢夺他人财物者要依法治罪。其余的秦朝法律一律废除。各级官吏要像以前一样，各司其职。我之所以前来伐秦，就是要替父老们除去祸害，我们的军队不会对你们造成任何侵害，请大家不要害怕！再说，我把军队驻扎霸上的原因，就是想等诸侯将领们到来之后共同商定一个规约。”
于是，沛公派人和秦朝官吏一起到各县镇乡村去巡视，了解当地百姓和生活的情况和目前的状态。秦地的百姓都很高兴，争着把牛羊酒食拿来犒劳沛公的士兵。沛公推让不肯接受这些礼物，说道：“仓库中的粮食多得很，我们并不缺乏，大家不必破费。”大家更加高兴，十分拥戴沛公，唯恐不是沛公而是别人在关中称王。
西楚政权建立
有人游说沛公说：“秦国比天下其他地区富足十倍，又有着优越的地理形势。现在听说章邯投降了项羽，项羽封他为雍王，打算让他在关中称王。如果章邯来了，恐怕沛公您就不能拥有关中地区了。您应该立刻派遣军队，去镇守函谷关，不要让诸侯们的军队进来，再逐渐召集士卒来加强自己的实力，以便抗拒他们。”沛公认为此人讲得很有道理，就听从了他的计策。
十一月中旬，项羽率领军队向西进军，到达关中，想进入函谷关，城门却关闭了。当他听说沛公已经平定了关中地区，不禁勃然大怒，派黥布等人攻陷了函谷关。
十二月中旬，项羽的军队来到戏水。沛公的左司马曹无伤听说项羽大怒，很害怕，于是准备背叛沛公，就派人去向项羽报告说：“沛公打算在关中称王，以子婴为丞相，将秦国所有的珍宝都占为己有。”想借此求得项羽的封赏。亚父范增劝说项羽攻打沛公。项羽于是下令犒劳将士，准备次日和沛公的军队作战到底。
这个时候，项羽拥有四十万军队，号称百万；沛公拥有十万军队，号称二十万，实力不及项羽大军的一半。恰好项伯想要救张良一命，便趁着夜色赶往霸上，去见张良。沛公因此有机会托项伯在项羽面前讲了一番道理，项羽这才作罢。沛公带着百余名随从，骑马驱车来到鸿门，见到项羽并向他道歉。项羽说：“这都是沛公的左司马曹无伤对我讲的，否则的话，我怎么会对沛公起疑心呢？”沛公凭借着樊哙和张良的帮助，这才摆脱了危险回归营中。沛公回来以后，立刻便斩杀了曹无伤。
项羽于是向西进军，屠戮并焚烧了位于咸阳城内的秦王宫室，一路所经过的地方，烧杀抢掠，没有不遭到毁灭的。秦地人对项羽的到来非常失望，只是因为畏惧他而不得不服从他。
项羽派人回去向楚怀王报告并请示。怀王说：“就依照原来的约定行事。”项羽痛恨怀王当初不肯派遣他和沛公一起向西进军入关，而是让他向北进军救援赵国，所以才让沛公抢先入关，自己落了后手。项羽说：“怀王是我家叔父项梁拥立的，并没有称王的功劳，凭什么能主持盟约呢！平定天下的，实际上是各位将军和我项籍。”于是假意推尊怀王为义帝，实际上打算自立为王，并不遵守他的命令。
正月，项羽自立为西楚霸王，统治梁地、楚地九个郡，把彭城作为都城。他违背了当初的约定，另立沛公为汉王，统治巴、蜀、汉中地区，以南郑作为都城。把关中地区划分成三部分，立秦国的三位降将为王：章邯被封为雍王，以废丘为都城；司马欣被封为塞王，以栎阳为都城；董翳被封为翟王，以高奴为都城。
明修栈道，暗度陈仓
四月，各路诸侯的军队在戏水解散，诸侯们各自回到自己的封国。
汉王前往封国，项羽仅派给他三万士兵随他一起前往，楚军和诸侯军中因为仰慕汉王而自愿跟随他去的有几万人。
汉王的军队经过陕西杜县向南，进入蚀地的山谷中。他们每通过一处山路便焚烧栈道，切断道路，以此来防备各路诸侯的军队随后袭击自己，同时也是向项羽表示汉王没有东归争权之意。等到了南郑后，已有很多部将和士兵在中途逃跑，没有逃跑的士兵也都唱起家乡的歌谣，想向东回到故乡。韩信劝汉王说：“项羽分封有功的各位将军，却偏偏把您分封在南郑，这分明是罢黜您。部队中的军官和士兵大部分都是崤山以东的人，日夜盼望着回归故里。如果利用好士兵们这种急切回家的热情，您会立下大功。等到天下太平以后，人们都安享太平，那时候就没有什么好利用的了，不如立即改变决策，率兵东进，与诸侯们争夺天下。”
八月，汉王采用韩信的计策，顺原路返回关中，袭击雍王章邯。
章邯在陈仓迎击汉军，结果兵败逃走，在好峙停下来与汉军交战，再一次失败，逃回都城废丘。于是汉王平定了雍地。汉王向东挺进咸阳，率领军队把雍王围困在废丘，又派诸位将领攻克了陇西、北地、上郡。命令将军薛欧和王吸率兵出武关，借助王陵在南阳的军队，到沛县去迎接太公和吕后。楚王听说这件事之后，派兵在阳夏阻截，使汉军无法前进。楚又封原吴县县令郑昌为韩王，就地抵拒汉军。
秦二世二年，即公元前205年，汉王向东进军攻占土地，塞王司马欣、翟王董翳、河南王申阳都归降了汉王。韩王郑昌不服从汉王，汉王派韩信打败了他。于是把攻占的土地设置为陇西、北地、上郡、渭南、河上、中地等郡。在关外设置了河南郡。改立韩国太尉信为韩王。各路将领如果率领一万人或者是献出一郡的土地降汉的，就封他一万户。修筑河上郡的要塞。原先供秦朝帝王游玩打猎之用的园林，都允许人们作为耕地使用。正月，俘虏了雍王的弟弟章平。大赦天下罪犯。
汉王出函谷关来到陕县，安抚关外的父老。回来以后，张耳前来求见，汉王对他十分优厚。
二月，下令废除秦朝的社稷，建立了汉王朝的社稷。
三月，韩王从临晋渡过黄河，魏王豹率军跟随，攻占了河内地区，俘获了殷王，设置了河内郡。又向南渡过平阳津，到达洛阳。新城县一位掌管教化的三老董公拦住汉王，向他讲述了义帝被杀的情况。汉王听说以后，袒露左臂放声大哭。于是为义帝发丧，举办了三天的葬礼。汉王派遣使者通告诸侯们说：“天下人共同拥护义帝，我们都作为臣子臣服于他。如今项羽把义帝流放到江南并杀害了他，这是大逆不道的行为。我要亲自为义帝发丧，置办丧事，诸侯们也应该穿白带素。我要发动关内所有的军队，会集河南、河东、河内三郡的士兵，沿长江、汉水南下，我希望与诸侯王一起去讨伐杀害义帝的那个罪人。”
楚汉战争
这时项羽正在向北进攻齐地，田荣和项羽在城阳展开激战，田荣战败，逃往平原，被平原的人杀死。
齐国各地都投降了项羽。楚军放火焚毁了齐国的城邑，掠走了他们的子女，齐国的人们又转而反抗起楚王来。
田荣的弟弟田横立田荣的儿子田光为齐王，在阳城举兵反楚。项羽虽然听说汉军正在向东进发，可既然已经和齐国的军队交了手，就打算打垮了齐军以后再去抗击汉军。汉王因此得以挟持常山王张耳、河南王申阳、韩王郑昌、魏王魏豹、殷王卬五路诸侯的军队，攻陷了彭城。
项羽听到这件事以后，就率军离开齐国，从鲁地出发，穿过胡陵到达萧县，和汉军在彭城灵璧东面的睢水上激战，大败汉军，汉军死伤惨重，睢水因此被阻塞而不能畅流。后来，项羽又在沛县抓到沛公的父母妻儿，把他们安置在军中充当人质。这时，诸侯们看到楚国强大，汉军被打败，纷纷背叛汉王重新归顺楚国。塞王司马欣逃入楚国。
吕后的哥哥周吕侯为汉王率军驻扎在下邑。汉王战败后逃到这里，逐渐聚集起一些逃散的士卒，驻扎在砀县，然后率军向西，到达虞县。汉王派使者随何到九江王黥布那里去，说：“如果您能够说服黥布发兵反楚，项羽一定会留下来攻打他。如果能把项羽拖上几个月，我就一定能够夺得天下。”随何前往游说九江王黥布，黥布果然背叛了楚王。楚国于是派龙且去征讨黥布。
汉王在彭城兵败、向西撤退的时候，曾在途中派人去寻找自己的家室；他的家室四散奔逃，彼此没能遇到。在败退途中只找到了儿子刘盈。六月，汉王立刘盈为太子，大赦天下罪犯。命令太子守卫栎阳，把在关中的各诸侯的儿子都集中到栎阳充当守卫。汉军决引河水灌淹废丘，废丘守军降汉，章邯自杀。汉王把废丘更名为槐里，然后下令掌管祭祀的官员祭祀天地、四方、上帝、山川，要按照时令祭祀。随后，汉王发动关内的士兵去坚守边塞。
这时，九江王黥布与龙且交战，没有获胜，便和随何一起抄小路归附汉王。汉王又渐渐收集起一些溃散的士兵，与各路将领及关中军队频频出动，因此在荥阳声威大震，在京县、索亭之间击败了楚军。
三年，即公元前204年，魏王豹向汉王请假回家探视父母的病情，刚刚回到魏国便断绝了黄河的渡口，反叛汉王投降了楚国。汉王派郦食其去劝说魏王豹，豹不肯听从。汉王派遣韩信发兵攻打，很快便打败了他的军队，俘虏了魏王豹。于是平定了魏地，在这里设置了三个郡，即河东郡、太原郡、上党郡。汉王随即命令张耳和韩信继续率兵向东进军，攻占了井陉，攻打赵国，斩杀了陈余和赵王歇。第二年，汉王封张耳为赵王。
夺取成皋
汉王的军队驻扎在荥阳南面，修筑了一条两旁带有围墙的甬道，和黄河南岸相连，以便获取敖仓的粮食。汉王和项羽相持了一年多，项羽多次侵夺汉军运粮的通道，汉军粮食匮乏，项羽于是包围了汉军。汉王以割让荥阳以西的地区为条件请求与项羽和解，项羽没有答应。汉王对此非常忧虑，便采用了陈平的计策，调拨给陈平黄金四万斤，用以挑拨项羽和范增之间的君臣关系。项羽开始怀疑起亚父范增来。范增当时正在力劝项羽趁势攻取荥阳，当他遭到项羽的猜疑后，非常愤怒，以年老为由，请求项羽准许他告老回乡为民，还没有走到彭城便病死了。
汉军粮草断绝，于是趁着夜色把两千多名身穿铠甲的妇女和小孩子放出荥阳城的东门，楚军向这支队伍发动进攻，将军纪信乘坐着汉王的车驾，假扮成汉王诓骗楚军。楚国的军士还以为俘获的是汉王，高兴得齐呼万岁，都到城东去观看俘获汉王的景象，因此汉王才得以带着几十名骑兵从城西门逃走。汉王临走时命令御使大夫周苛、魏豹、枞公守卫荥阳。那些不能随从汉王出城的将领和士兵都留在了城中，周苛、枞公商量说：“对于反复无常的诸侯王，很难和他一起守城。”于是便杀了魏王豹。
汉王逃出荥阳进入关中，收集士兵准备再次向东发动进攻。袁生劝说汉王道：“汉和楚在荥阳相持了好几年，汉军经常陷于困窘。希望汉王出兵武关，项羽一定会率领荥阳的军队向南转移，到时候大王深挖壕沟、高筑壁垒，拒不出战以拖住楚军，让荥阳、成皋一带的士兵得到休息。派韩信等人去安抚黄河以北的赵地，联合燕国和齐国，那时大王再进攻荥阳也不晚。这样，楚军就会多方防备，力量分散，而汉军得到修整，如果再与楚军交战，一定会打垮楚军。”汉王听从了他的计策，出兵宛县、叶县之间，与黥布在行军途中不断聚集散落的人马。
项羽听说汉王在宛县，果真引兵南下。汉王坚守壁垒，不和楚军交战。这时彭越的军队渡过睢水，和项声、薛公在下邳交战，彭越的军队打败了楚军。项羽率军向东进攻彭越。汉王也率领军队向北驻扎在成皋。项羽打败了彭越后，听说汉王驻兵成皋，便重新率领军队向南进军，攻克了荥阳，杀死了周苛、枞公，并俘虏了韩王信，接着包围了成皋。
汉王逃走，只和滕公共乘一车从成皋北面的玉门逃去，向北渡过黄河，一直跑到天黑，在修武留宿。汉王自称是使者，在第二天的清晨闯进张耳和韩信的军营，强行收回了他们的军队，然后派张耳向北去赵地大量收集士卒，派韩信向东去攻击齐国。汉王得到了韩信的军队，重新振作起来。他率军来到黄河岸边，在小修武的南面犒劳部队，准备再次和楚军交战。郎中郑忠劝阻汉王，让他高筑壁垒，深挖壕沟，坚守不出，不要和楚军交战。汉王听从了他的计策，派卢绾、刘贾率领两万步兵、几百名骑兵渡过白马津，进入到楚地，和彭越的军队一起在燕县西面再次打败楚军，接着又攻下了梁地的十多座城池。
韩信受命向东攻打齐国，还没有渡过平原津，汉王暗中派郦食其前去游说齐王田广，田广反叛楚国，和汉签订和约，联合进攻项羽。韩信本想停止攻齐，可在蒯通的劝说之下，还是向齐军发动袭击，并击败了他们。齐王烹杀了郦食其，向东逃到高密。项羽听说韩信已经率领河北军攻占了齐国和赵国，并且还要向楚国发动进攻，就派遣龙且和周兰前去攻击韩信。韩信与他们交战，骑将灌婴出击，大败楚军，并杀死龙且。齐王田广投奔了彭越。这时，彭越带兵驻扎在梁地，往来骚扰楚国的军队，并且断绝了项羽军队的粮食供给。
四年，即公元前203年，项羽对海春侯大司马曹咎说：“你要小心谨慎地守住成皋。如果汉军前来挑战，千万不要和他们交战，只要不让他们向东发展就可以了。我在十五日之内一定可以平定梁地，到时候再回来和将军们会合。”于是项羽率军攻打陈留、外黄、睢阳，都攻了下来。汉军果然多次向楚军挑战，楚军坚守不出，汉军便派人去辱骂他们，五六天之后，曹咎被激怒，率军渡过汜水。楚国的士兵刚刚渡过一半，汉军就向他们发动进攻，大败楚军，获得了楚国所有的金玉财物。大司马曹咎和长史司马欣都在汜水岸边刎颈自杀。项羽到了睢阳，听说海春侯的军队被打败，就率军回师。汉军正在荥阳东面围攻钟离昧，一见项羽赶到，汉军全都跑到了深山险阻地带。
韩信打垮齐国之后，派人对汉王说：“齐国邻近楚国，我的权力太小，如果不立为代理齐王，恐怕不能安定齐地。”汉王想要去攻打他，张良劝阻说：“不如趁此机会封他为齐王，使他能够为了自己的利益镇守齐地。”汉王于是派张良拿着印绶到齐国封韩信为齐王。
项羽听说龙且的军队被韩信消灭掉，十分惊恐，就派盱台人武涉去游说韩信反汉。韩信没有答应。
广武涧陈数罪状
楚汉两军相持了很长时间也没有分出胜负，年轻人厌倦了长期的军旅生活，老弱者疲于运送军粮。
汉王和项羽隔着广武涧对话。项羽想要和汉王单独决斗。
汉王历数项羽的罪状，说道：
“当初，我和你一起受命于怀王，约定谁先进入关中谁就在关中为王，你违背了约定，封我在蜀汉为王，这是你的第一条罪状；
“你假传怀王诏令，杀死了卿子冠军宋义而自任上将军，这是你的第二条罪状；
“你已经奉命解了赵国之围，本应回楚地向怀王述职，可你却擅自强令诸侯的军队入关，这是你的第三条罪状；
“怀王约定入关后不许施暴肆虐，你却焚毁秦国的宫室，挖开始皇帝的坟墓，将秦国的财物据为己有，这是你的第四条罪状；
“逞强杀死已经投降的秦王子婴，这是你的第五条罪状；
“使用欺诈的手段在新安活埋了二十万秦兵，却封赏了他们的将领，这是你的第六条罪状；
“你把各诸侯的将领都封在条件好的地方为王，却把那里原来的诸侯王迁居他处，使他们的臣下为了争夺王位成为叛逆之人，这是你的第七条罪状；
“你把义帝驱逐出彭城，自己却在那里建都，侵夺了韩王的国土，把梁、楚并在一起占为己有，这是你的第八条罪状；
“你派人在江南秘密杀死义帝，这是你的第九条罪状；
“你身为人臣却谋杀君主，诛杀已经投降的人，处事不公，不守信义，为天下所不容，是为大逆不道，这是你的第十条罪状。如今我率领正义之师来讨伐你这个残暴的贼子，只需让那些受过刑的罪犯就可以除掉你，我又何苦和你单独决斗呢？”
项羽听后暴跳如雷，命令埋伏好的弓弩手暗中偷袭，射中了汉王。汉王胸部受伤，却用手捂着脚，大喊：“贼人射中了我的脚趾！”汉王因受伤卧床养病，张良坚持让他起床去慰劳士兵，以此稳定军心，不让楚军的威势压过汉军。汉王出去巡视完军营后，病情加重，于是立即赶回了成皋。
灭楚
汉王伤病痊愈以后，向西进入函谷关，来到栎阳，慰问当地父老，摆设酒席招待他们，砍下原塞王司马欣的头，把它挂在木杆上示众。汉王在栎阳停留了四天，随后回到军中，驻军广武。这时候，关中增派出更多的作战部队。
这时候，彭越率兵驻扎在梁地，往来骚扰楚军，断绝了楚军的粮食供应。田横前往梁地归附了彭越。项羽多次派人去攻击彭越等人，齐王韩信也派兵去攻打楚军。项羽心中恐惧，就和汉王订立和约，平分天下，把鸿沟以西的地区划归汉，鸿沟以东的地方划归楚。项羽释放了汉王的父母妻子，汉军官兵皆高呼万岁，项羽随后回到营中。
项羽退兵回到东方，汉王也想收兵返回西方，后来却采用了张良和陈平的计策，进兵追击项羽，到阳夏南面停止了追击，和齐王韩信、建成侯彭越约定会合日期，准备一起攻打楚军。汉军到了固陵，韩信和彭越却没有按约前来。楚军攻击汉军，把汉军打得大败。汉王再次逃回营垒，深挖壕沟进行据守。他采用了张良的计策，派使者封给韩信和彭越土地，让他们各自为战，于是韩信和彭越按约前来。黥布和刘贾进入楚地，围攻寿春，汉王却在固陵打了败仗，于是派遣使者召大司马周殷，让他出动九江军队迎接武王黥布，在行军途中屠戮了城父，然后随刘贾以及齐、梁诸侯的军队在垓下大会师。汉王封武王黥布为淮南王。
汉王五年，即公元前202年，高祖和诸侯们的军队向楚军发动进攻，和项羽在垓下展开大决战。淮阴侯韩信率领三十万大军与楚军正面对阵，他的部将孔将军在左边，费将军在右边，汉王领兵随后，绛侯周勃和柴将军跟在汉王的后面。项羽的军队约有十万人。韩信首先与楚军交战，作战不力，军队后撤。孔将军和费将军从左右两路掩杀过去，楚军形势不利，韩信再度进攻，在垓下打败了楚军。项羽听到汉军营中唱起楚地的歌谣，还以为汉军已经完全占有了楚地，便战败而逃，楚军因此崩溃。汉王派遣骑将灌婴追杀项羽，一直追到东城，杀死楚兵八万人，终于占领并平定了楚地。因为怀王当初曾封项羽为鲁公，所以到最后只剩下鲁地人还忠于楚国，不肯投降。汉王率领诸侯们的军队向北进军，把项羽的头拿给鲁地的父老们看，鲁地人这才投降。于是，高祖以鲁公的名义将项羽葬在谷城。
汉王回师定陶，快马驶入齐王的军营，夺了他的兵权。
布衣皇帝
正月，诸侯以及将领们共同尊请汉王为皇帝。
汉王说：“我听说，皇帝的尊号是有贤能的人才会拥有的，没有贤能而空言虚语的人是不可以占据的，我可担当不了这样的尊号。”
群臣们都说：“大王从平民起事，诛讨暴逆，平定天下，对有功之人就分割土地封其为诸侯。如果大王不肯接受皇帝的尊号，那么人们就会对大王的封赏产生怀疑，我们这些人愿意以死请求您接受皇帝的尊位。”
汉王再三推辞，最后不得已，说道：“诸君如果坚持认为这样合适，那我就为了国家的利益接受这个尊号吧。”甲午日，汉王在氾水北岸登上了皇帝之位。
皇帝说义帝没有子嗣，因为齐王韩信熟悉楚地的风俗，就改封他为楚王，以下邳为都城。封建成侯彭越为梁王，以定陶为都城。原韩王信仍旧为韩王，以阳翟为都城。改封衡山王吴芮为长沙王，以临湘为都城。番君的部将梅鋗立有战功，曾经随汉军进入武关，所以皇帝感激番君。淮南王黥布、燕王臧荼、赵王张敖封号没有改变，仍旧为王。
打击诸侯，巩固皇权
天下平定以后，高祖定都洛阳，诸侯们都臣服于他。
原临江王共驩为了表示对项羽的效忠，起兵反叛汉朝，高祖派卢绾、刘贾率兵围攻他，当时没有攻下。几个月后，共驩投降，高祖在洛阳把他杀了。
五月，士兵们被遣散回家。各诸侯子弟留在关中的，免除赋税徭役十二年，回到封国去的，免除赋税徭役六年，国家供养他们一年。
高祖在洛阳南宫摆酒设宴。高祖说：“列侯和诸位将军们，请不要隐瞒我，都要说真心话。我能取得天下的原因是什么呢？”高起和王陵回答说：“陛下为人傲慢，好侮辱别人，项羽仁厚而且爱护别人。可是陛下派人去攻打城池，夺取土地，所攻下的、所降服的地区就封赏给他们，能与天下人共同分享利益。可项羽却嫉贤妒能，有功劳的就设法加害，有才能的就猜忌人家，作战取得了胜利却不给他们封赏，取得了土地却不给他人以利益，这就是他失去天下的原因。”高祖说：“你们只知其一，不知其二。在运筹帷幄之中，决胜于千里之外这方面，我比不上张子房。在镇守国家、安抚百姓、供给粮食、保证军粮运输这方面，我比不上萧何。在统率百万大军战则必胜，攻则必取这方面，我比不上韩信。这三个人都是人中豪杰，我能任用他们，这就是我能够取得天下的原因。项羽有一位范增，却不能重用他，这就是他被我所擒获的原因。”
高祖想要长期把洛阳作为都城，齐人刘敬劝说高祖，留侯张良也劝高祖进入关中，高祖于是当天就起驾，到关中去定都。六月，大赦天下。
十月，燕王臧荼造反，攻下代地。高祖亲自率军前去征讨，俘获了燕王臧荼。当即封太尉卢绾为燕王，命令樊哙率领军队去攻打代地。
这年秋天，利几造反，高祖亲自率领军队去讨伐他，利几败逃。利几原是项羽手下的将领。项羽失败后，利几担任陈县县令，没有跟随项羽，却逃走投奔了高祖。高祖把他封在颍川为侯。高祖到达洛阳后，召见全部在册的列侯，利几担心会有危险，于是便造反了。
六年，即公元前201年，高祖每五天拜见一次太公，像其他人家一样行父子相见之礼。太公的家臣劝太公说：“天上不会有两个太阳，地下也不会有两个君王。如今皇帝虽然是您的儿子，却是一国之君；太公您虽然是父亲，却身为臣子。怎么能让君王拜见臣子呢？要是这样的话，皇帝的尊贵和威严便不能遍行天下了。”后来高祖再来拜见的时候，太公便抱着扫帚，面对家门口倒退着走。高祖见状大惊，忙下车搀扶太公。太公说：“皇帝是万民之主，怎么能因为我就乱了天下的法度呢？”于是高祖便尊太公为太上皇。他认为太公家臣的话讲得很有道理，就赏赐给他五百斤黄金。
淮阴侯的背叛
十二月，有人上书举报楚王韩信谋反，高祖向左右大臣询问对策，大臣们都争着想去征讨。最后高祖听取了陈平的计策，假称到云梦泽巡游，在陈县召见诸侯，楚王韩信前去迎接，汉王趁机拘捕了他。当天大赦天下。田肯前来道贺，并劝高祖说：“陛下擒住了韩信，又在关中建都。秦是一个地势险要之地，周围有山河环绕，又和其他地区相隔千里。如果关东拥有百万执戟的士兵，那么秦地只需两万兵力就可以抵挡住他们。秦地地势如此有利，如果对诸侯用兵，就好像从高屋檐角往下流水一样居高临下，势不可挡。再说齐地，东有琅琊、即墨的富饶，南有泰山的险固，西有黄河的天险，北有渤海的地利。土地纵横两千里。如果百万执戟的士兵前来进攻，齐地只需用二十万兵力就可以抵挡他们。因此齐地和秦地实际上就是东西二秦，如果不是陛下的嫡亲子弟，就不能封他做齐王。”高祖说：“好。”赏赐给他五百斤黄金。
十几天以后，高祖封韩信为淮阴侯，把他原来的封地分为两个侯国。高祖说，将军刘贾屡立战功，就封他为荆王，统治淮东地区。又封他的弟弟刘交为楚王，统治淮西地区。封皇子刘肥为齐王，统辖七十多座城池，凡是操齐地方言的百姓都属于齐国。高祖于是评定功绩，进行封赏，与各列侯剖开刻有封侯字样的符节，一半留在朝廷，一半交给受封者，以做凭证。让韩王信迁到太原郡。
七年，匈奴攻打韩王信所在的马邑，韩王信因此与匈奴在太原谋反。他在白土县的部将曼丘臣、王黄拥立前赵将赵利为王，也反叛朝廷，高祖亲自率军去攻打他们。恰逢天气寒冷，士兵们有十分之二三的人都冻掉了手指头，于是赶到平城。匈奴军队包围了平城，七天后才撤军而去。高祖命樊哙留下来平定代地。立兄长刘仲为代王。
二月，高祖从平城出发，经过赵地、洛阳，来到长安。长乐宫修建完毕，丞相以下的官员都迁居到长安处理政务。
八年，即公元前199年，高祖率军向东，在东垣一带追击跟随韩王信叛乱的余党。
太平之世
丞相萧何负责修建未央宫，未央宫有东阙、北阙、前殿、武库、太仓等布局。高祖回来后，看到宫殿如此华丽，就很生气地对萧何说：“天下遭受多年战乱，苦苦征战了好几年，还不知成败如何，为什么要把宫殿修建得如此华丽呢？”
萧何说：“正是因为天下还没有安定，所以才趁着这个时候建造成宫殿。再说天子以四海为家，如果宫殿修建得不华丽，就不足以显示天子的尊贵和威严，而且也可以不让后代再兴修超过前代。”高祖听后这才变得高兴起来。
高祖在率军到东垣去的时候，路过柏人，赵国丞相贯高等人想要密谋杀害高祖，高祖本想在柏人留宿，可是心中一动，想到“柏人”与“迫人”发音相近，就没有住在那里。匈奴攻打代县，代王刘仲无法坚守，于是放弃王位逃亡，后来回到洛阳，高祖取消了他的王位，改封为合阳侯。
九年，赵国丞相贯高等人密谋杀害高祖的事情被察觉，被夷灭九族。废除了赵王敖的王位，改封为宣平侯。这一年，把原来楚国的昭氏、屈氏、景氏、怀氏和齐国的田氏等贵族迁到了关中地区。
未央宫建成以后，高祖在这里召集诸侯群臣举行朝会，在未央宫前殿摆设了酒宴。高祖手捧玉杯，起身向太上皇敬酒祝寿，说：“当初大人常常觉得我没有才能，无以谋生，不会经营产业，不如二哥刘仲努力，如今我所治下的产业和刘仲相比，谁的更多一些呢？”殿上群臣听后都高呼万岁，大笑取乐。
十年十月，淮南王黥布、梁王彭越、燕王卢绾、荆王刘贾、楚王刘交、齐王刘肥、长沙王吴芮都到长乐宫朝见高祖。春天和夏天国家太平无事。
七月，太上皇在栎阳宫去世。楚王、梁王都前来送葬。赦免了栎阳的囚徒。把郦邑改名为新丰。
八月，赵国丞相陈豨在代地造反。皇上说：“陈豨曾经跟随我做事，很有信用。代地是为我所看重的地方，所以我才封陈豨为列侯，让他以相国的身份镇守代地，如今他竟然和王黄等人劫掠代地！代地的官吏和百姓是无罪的，应该全部赦免他们。”
九月，皇上亲自去征讨陈豨。来到邯郸后，皇上高兴地说：“陈豨不向南据守邯郸而借漳水进行阻拦，我知道他不会有什么作为了。”又听说陈豨的部将原先都是商贾之子，皇上说：“我知道该用什么方法对付他们了。”于是用许多黄金去引诱陈豨的部将，陈豨的很多部将都被招降了。
大风起兮云飞扬
十一年，高祖在邯郸讨伐陈豨等人的事情还没有处理完毕，陈豨的部将侯敞带领一万多人在各地往来流动作战，王黄驻军曲逆，张春渡过黄河攻打聊城。汉朝派将军郭蒙和齐国的将领去攻打他们，把他们打得大败。太尉周勃率军从太原攻入，平定了代地。到马邑时，马邑叛军坚守不降，周勃就摧毁了马邑城。
陈豨的部将赵利坚守东垣，高祖率军去攻打他，当时没有攻克。一个多月后，东垣的士兵在城上辱骂高祖，高祖十分愤怒，等东垣被攻下以后，下令把辱骂自己的人找出来斩了，没有跟着辱骂的就宽恕了他们。随后把赵国常山以北的地区划归代国，立皇子刘恒为代王，定都晋阳。
这年春天，淮阴侯韩信在关中谋反，被夷灭三族。
夏天，梁王彭越谋反，被废除了王位，流放到蜀地；不久他又想谋反，结果被诛灭三族。立皇子刘恢为梁王，皇子刘友为淮阳王。
秋天七月，淮南王黥布造反，向东侵并了荆王刘贾的国土，又向北渡过黄河，楚王刘交逃到薛城。高祖亲自前往征讨，立皇子刘长为淮南王。
十二月十月，高祖在会甀击败了黥布的军队，黥布逃走，高祖派别将继续追击。
高祖在回京途中，经过沛县停留下来，在沛宫中摆设酒宴，把老朋友和父老子弟一起请来开怀畅饮。挑选到沛地一百二十名少年郎，教他们唱歌。酒酣耳热之际，高祖击筑，大声唱道：
大风起兮云飞扬，
威加海内兮归故乡，
安得猛士兮守四方！
让少年郎们跟着学唱。于是高祖起舞，情绪激动，心有所感，洒下了行行热泪。
高祖对沛县的父老们说：“在外的游子总是思念着故乡，我虽然定都关中，但是将来死后我的魂魄还会眷念和思念故乡。而且我开始时是以沛公的身份起兵讨伐暴逆，这才拥有了天下，我要把沛县作为我的汤沐邑，免除沛县百姓的赋税徭役，世世代代不必纳税服役。”沛县的父老以及长辈妇女和亲戚朋友天天快活饮酒，尽情欢乐，讲述往事以作谈资。
十一天以后，高祖准备离开。沛县父兄坚决要求高祖再多待几天。高祖说：“我的随从人员太多，父兄们承担不起他们的供给。”于是离开了。这天，沛县全县出动，人们纷纷拿出礼物馈赠高祖。高祖又停留了几天，在城外搭起帐篷，和他们痛饮了三天。沛县的父兄们都叩头请求说：“沛县有幸得以免除了赋税徭役，可是丰邑却还没能免除，请陛下可怜可怜他们吧。”高祖说：“丰邑是我出生的地方，我最不能忘，我只是因为他们当初跟随雍齿反叛我而帮助魏王才这样做的。”沛县父老一再请求，丰邑这才和沛县一样，被一同免除了赋税徭役。于是封沛侯刘濞为吴王。
汉军将领在洮水南北分别进击黥布，把黥布打得大败，捉到了黥布，并在鄱阳湖将其斩首。
樊哙另外率领军队平定了代地，在当城杀死了陈豨。
十一月，高祖从讨伐黥布的军中返回长安。
十二月，高祖说：“秦始皇帝、楚隐王陈涉、魏安釐王、齐湣王、赵悼襄王等都没有后代，分别赐予十户守墓人，其中给秦始皇增为二十户，给魏公子无忌五户。”代地的官吏和百姓，凡是被陈豨、赵利所劫持而被迫追随的，全部赦免。
据陈豨的降将报告说，当初陈豨造反时，燕王卢绾曾经派人到陈豨那里，和他一起暗中谋划。高祖派辟阳侯审食其召卢绾进京，卢绾推说有病不肯前来。辟阳侯回到长安后，详细地禀告说卢绾谋反一事确定无疑。二月，高祖派樊哙、周勃带兵讨伐燕王卢绾。赦免了燕国参与造反的官吏与百姓。立皇子刘建为燕王。
逝世长乐宫
高祖在讨伐黥布的时候，曾被飞箭射中，在回来的路上生病，病情十分严重。
吕后为他请来一位好医生。医生进宫拜见，高祖向医生询问病情。医生说：“您的病能够治好。”
高祖于是骂他说：“我是一介平民百姓，手握三持宝剑取得天下，这难道不是由于天命吗？我的命运既然是上天决定的，即使是扁鹊来了，又能有什么用处呢？”于是坚持不让他治病，赏赐了五十斤黄金将其打发走了。
事后吕后问高祖说：“陛下百年之后，假如萧相国也死了，谁能代替他做相国呢？”
高祖说：“曹参可以。”
吕后又问曹参以后的事，高祖说：“王陵可以，不过他过于耿直，陈平可以帮助他。陈平智谋有余，却难以单独承担大任。周勃为人稳重，却缺少文化素养，但是安定刘氏天下的一定是周勃，可以让他担任太尉。”
吕后再问以后的事情，高祖说：“以后的事就不是你我所能知道的了。”
卢绾带着几千名骑兵在边境上等待机会，希望高祖病愈以后，亲自入朝谢罪。
四月甲辰日，高祖在长乐宫去世。
高祖逝世四天后，还没有发布消息。吕后和审食其谋划说：“那些将军们起先是和皇帝一同被编入户籍册的平民百姓，如今他们北面称臣，这使得他们经常闷闷不乐，现在又要侍奉年轻的新皇帝，如果不对他们诛杀全族，天下一定不会安定。”有人听说这件事以后，便告诉了将军郦商。郦商前去拜访审食其，说：“我听说皇帝已经驾崩了四天却还没有发丧，而且还准备诛杀各位将军。如果真是这样的话，天下可就危险了。陈平、灌婴率领十万大军镇守荥阳，樊哙、周勃率领二十万大军平定燕地和代地，如果他们听说皇帝驾崩，各位将军都将遭杀戮，必定把军队联合在一起，回过头来进攻关中。那时候大臣们在朝内叛乱，诸侯们在外面造反，天下灭亡的日子就可举足而待了。”
审食其入宫向吕后禀明了此事，于是在丁未这一天发布了高祖去世的消息，大赦天下。
卢绾听说高祖驾崩，就逃到匈奴去了。
丙寅日，在长安安葬了皇帝。己巳日，太子刘盈前往太上皇庙。群臣们都说道：“高祖起事于平民，却能治乱道使之归于正途，平定天下，成为汉朝的太祖，功劳最高。”于是奉上尊号为高皇帝。太子承袭皇帝称号，是为汉惠帝。又下令让各个郡国的诸侯都建高祖庙，每年按时祭祀。
汉惠帝五年（公元前190年），汉惠帝想到高祖生前思念和热爱故乡沛县，就把沛宫定为高祖的原庙。高祖所教唱过歌的一百二十名少年郎，作为乐官在原庙奏乐唱歌，以后若有缺员，就随时加以补充。
高祖有八个儿子：庶出的长子是齐悼惠王刘肥；次子孝惠皇帝，是吕后的儿子；三子是戚夫人的儿子赵隐王刘如意；四子代王刘恒，后来被立为孝文皇帝，是薄太后的儿子；五子梁王刘恢，吕太后当政时被改封为赵共王；六子淮阳王刘友，吕太后时被改封为赵幽王；七子是淮南厉王刘长；八子是燕王刘建。
太史公评说
夏朝的政治教化，以质朴忠厚为本，当质朴忠厚逐渐衰败，小人变得粗野起来，因此，承袭而来的是殷朝的敬畏天地祖先；当敬畏之心逐渐衰败，小人变得迷信鬼神，因此，承袭而来的是周朝的礼法典章。当礼法和典章逐渐衰败，小人变得狡诈，外表恭敬而内心奸猾，因此，整治这种作风的手段，莫过于使用质朴忠厚的思想。三王之道就是这样循环往复，终而复始。周朝、秦朝之间，礼法典章败坏，而秦朝并未推行措施改善这种情况，反而使用酷刑律法，这不是十分错误的吗？高祖废除秦朝苛政，与民约法三章，实施与民休息的政策，使得汉朝复兴，扫荡了弊端，改易了风俗，人民得以恢复生机，社会恢复了天然的规律。