此后项羽赶到就发生了历史上著名的鸿门宴，刘邦将全城奉上，免于一死得以全身而退。此后项羽称王，将刘邦封为汉王。随后刘邦假装安于现状其实在伺机反攻，后趁着项羽平定各诸侯动乱分身乏术，于是奋起反击，此后便开启了楚汉之争。

起初刘邦屡战屡败，后凭借手下众谋事大将的帮助，步步为营，逐步突围、攻占，最终逆转以弱敌强的境地，反败为胜将项羽逼死在乌江边上，自此统一天下，于前202年登基称帝。刘邦坐上皇位时已经54岁，高处不胜寒，身处晚年的他多疑猜忌，唯恐政权不稳，加上吕后的心狠手辣，于是将抗战时期的功臣良将纷纷诛杀，最终于前195年去世，享年61岁。

刘邦去世后，由刘盈继位，此后开启了由吕后专权的一段时间，政权一度流入外族手中，直至刘恒上位，政权才重回刘族手中。