第二，垓下战役的起因
汉高祖四年（公元前203年）八月，楚汉双方达成了鸿沟议和，中分天下，双方罢兵。项羽按照和约的规定，释放了刘邦的父亲和刘邦的妻子吕雉，并撤军东走。
楚军撤走后，刘邦也准备下令撤军西退。这时张良、陈平向刘邦建议说：“观在汉已占领了天下的大半、诸侯皆归附。楚军已疲惫不堪，粮食断绝，这正是天亡楚军之机，不抓紧机会而消灭楚军，就是养虎遗患。”（原文见《史记？项羽本纪》）。
刘邦采纳了张良，陈平的建议，停止撤军西退，而乘项羽退军东走的机会，撕毁双方共同商定的约言，转而率军紧紧追击项羽军，遂爆发了垓下战役。
第三，垓下战役楚汉双方的作战策划
刘邦撕毁鸿沟议和协议，决心与项羽军作最后的战略决战，欲乘楚军撤军途中麻痹松懈和补给奇缺的机会，调集优势的兵力一举歼灭项羽军，建立自己的封建统一政权。于是，决定以樊哙向胡陵（今山东省鱼台县境）进击，命英布率军立即攻击寿春，刘邦亲率主力追击楚军，并以韩信的齐军、彭越的梁军急速与汉军主力会合。造成一个南北共进，三路齐攻的强大态势。
项羽由于对鸿沟议和深信不疑，又是在撤军开进途中，没有防止刘邦军突然背约进攻的准备，故在固陵之战前，没有做应付突然多变的作战策划。
其实刘邦军背约而进攻对方的策略已多次运用，以前在他西进秦都之武关作战中，也是订了和约，招降秦军守将，过了险要关隘之后，再回兵击灭对方。而楚军对此缺乏起码的估计和戒备，也足以说明了其战略策略和指挥谋略的运用均不是刘邦军的敌手。
第四，垓下战役的前哨战——固陵之战
九月，汉军追击楚军至阳夏以南（今河南太康县境），即停止前进，以待前来会合的韩信之齐军与彭越军，但两军未到来。当汉军于十月再进至固陵（今河南省淮阳县境）时，韩、梁两军还未赶到，因而，刘邦军始终不敢与项羽军接战。
项羽军对刘邦背信弃义，毁约追击而来，十分气愤，决定乘齐、梁两军未到之机，项羽亲自指挥季布，钟离昧等将领，突然向汉军猛攻。汉军由于突然遭到楚军反击，完全出于意外，被打得溃不成军，慌忙退入壁垒，挖掘深堑，固守待援。
项羽军初战取胜后，没有乘胜扩大战果，进而围歼固陵之汉军。这样，就给了刘邦军以喘息待援之机。刘邦军则乘此，一方面巩固自己的防线，一方面想急催韩信、彭越军前来会战。
刘邦对张良等说：我们困兵于此，韩信彭越之援军又迟迟不来，该怎么办？张良认为：现在楚军即将被击破，韩信、彭越却没有得到封地，所以他们按兵不动，如果君王能与他们共有天下，分地封王，他们定会立即出兵，当初封韩信为齐王，并非君王本意。彭越在夺取梁地之后，由于魏王豹尚在，只让彭越当了魏相国，现魏王豹已死，彭越自然也非常希望封王，现在只有以雎阳（今河南省商丘）至谷城（今山东省东阿）之地封彭越为梁王，以陈（今河南省淮阳）以至东海之地封给韩信。同时，韩信祖居楚地，他很想得到故地，如果能够这样做，他们两人肯定能积极与楚作战，那时破楚就易如反掌了（见《史记？项羽本纪》）。刘邦认为张良的见解很有道理，于是派人去告之韩信、彭越二人，请他们出兵。韩信、彭越得知刘邦将封赏他们的情况后，答应立即率兵前往进击楚军。
刘邦为了争取南方的势力，已封英布为淮南王。英布曾派人进入九江地区，攻占了几个县邑，诱降了寿春（今安徽省寿县）守将楚大司马周殷，周殷遂率九江兵叛楚归汉。至此，汉军南、北、中三路大军对楚军最后的战略决战即将开始。
第五，楚汉两军作战序列
一、楚军
幕僚：左尹项伯
将领：将军季布、钟离昧、项声、项冠、项悍
二、汉军：刘邦在各路大军会合后，仍以韩信为最高统帅，负责全战场的指挥，总兵力约五十万人。
（一）刘邦统率之汉军：
将军周勃、樊哙、王陵、骑都尉郦商、骑都尉靳歙、御史大夫灌婴
兵力：约十万人。
（二）齐军：
齐王韩信、将军李左车、孔熙、陈贺
兵力：三十万人。
（三）梁军：
梁王彭越、大夫栾布
（四）九江军：
淮南王英布、将军刘贾、前楚大司马周殷
第六，垓下战役的作战经过
汉高祖五年（公元前202年）十月下旬，固陵之战后，楚汉双方仍对峙于淮阳地区。此时，韩信军已率军南下，韩信以一部兵力引诱楚军出击，双方战于九里山一带。西楚军陷于韩信军伏击中。韩信军之灌婴骑兵部队乘机向彭城进攻，一举将彭城击破，楚柱国项它被汉军俘获。汉军接着向萧（安徽省萧县），谯（今安徽亳县）、苦（今河南省鹿邑）等地进攻，一一攻克了江苏北部、安徽北部、河南东部等广大地区，兵锋直趋项羽军之侧背。
项羽军兵败，再失彭城，苏北、皖北、豫东等广大地区又被汉军占领之后，已无法稳住局势，只得携带大量军政官员，贵重物资，向东南方向撤退。此时，项羽军已更加陷入危机之中。
十一月，项羽率领近十万军队向垓下地区败走，到达垓下地区后，项羽与大将季布、钟离昧等都认为垓下地区地形险要，可以防守，于是决定构筑营垒，进行防御，以便整顿部队，恢复军力，准备与汉军在垓下地区决战。此时，项羽军的大致态势是：季布军在垓下以西、以南地区；钟离昧在垓下以东以北地区；项羽自率主力于垓下周围地区。
韩信军取得九里山大捷、进占彭城后，得知项羽率军向彭城东南方向撤走，于是挥军继续向东南方追击项羽军。这时，楚之大司马周殷叛变楚王后，率兵进占了楚之六地（今安徽六安县），接着统率九江兵与将军刘贾向北攻占城父。至此，汉军、齐军、九江军及彭越的梁军等四路大军会师于垓下，构成了对项羽军的包围态势。当时汉军及各诸侯军的关系位置大致为：齐王韩信统率的齐军驻于垓下东北地区；九江王英布指挥的九江兵驻于垓下的西南地区；梁王彭越指挥的梁军驻于垓下的北部地区。
汉方各路大军在完成对项羽军的直接包围后，便加紧准备与项羽军的最后决战，以求彻底歼灭项羽军。韩信为向垓下进攻，做了如下部署：以将军孔熙军为左路，费将军陈贺居右路，韩信自率主力在中路主攻。汉军在韩信统率之下，分路向垓下之楚军进攻，楚军在项羽率领下，奋勇力战，多次击退汉军的进攻，但由于项羽兵力已经有限，无力出击汉军，更难以迫使汉军撤退，终于在汉军多面夹攻之下，退入营垒坚守。韩信军遂以各路大军，把项羽军重重包围。双方虽经不断作战，但汉军尚难以彻底打败楚军，为尽快将楚军打败，张良建议刘邦采取以瓦解楚军斗志为主的“攻心战”，以楚方归顺人员和汉军中善唱歌者，每夜皆唱楚词、楚歌。