公元前202年，刘邦对韩信、彭越进行了封王，这二人就跟其他诸侯王一起请求刘邦称帝。他假装自然是推脱了一番，在韩信等人的夸赞和恭维下，同意了称帝的建议。于是，刘邦在定陶汜水举行了登基大典，正式登基成为皇帝，称为汉高帝，以汉为国号。刘邦登基后，封吕雉为皇后，其子刘盈为皇太子。国都从最初的栎阳先后改为洛阳、长安。

刘邦登基时已经不年轻了，晚年的他开始猜忌身边的人，尤其是为建国立下汗马功劳的异姓王，以谋逆等罪名废杀了韩信、英布等王，让刘氏子孙取代了他们的封国。他还有意要除掉萧何、樊哙，并立下了“白马之盟”，以示取缔异性王的决心。

关于刘邦登基，网上有流传着刘邦登基诏书，但是不知道从何而来，史上也没有相关的记载。其实对于刘邦而言，诏书并不重要，因为他是开国皇帝，本身就是推翻前朝得来的天下，即使有诏书的存在，也是伪造的。现在则多认为刘邦登基诏书是个脑筋急转弯，谜底是宣汉。