刘邦入咸阳后，项羽也立即率军入关，驻鸿门，然后进入咸阳，大肆烧杀掠夺。他在诸王并立的既成局面下，自立为西楚霸王，都彭城，建立了西楚政权（前206－前202年）。被项羽逼处巴蜀一隅为汉王的刘邦，公元前206年五月，乘机进入关中，败项羽所封关中三王。接着领军东出，远袭彭城，退守于荥阳、成皋之间，与项羽相持。刘邦巩固了关中后方，又联络反对项羽的力量，转败为胜。刘邦与韩信、彭越等会攻项羽，项羽兵败垓下，退至乌江自刎，年仅31岁。同年二月，刘邦在定陶称帝。