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在鸿门宴上，刘邦表现出了极高的沉着与冷静。能够全身而退，除了张良、项伯、樊哙的力保之外，关键是刘邦的冷静与沉着。
鸿门宴之后，项羽便领兵西进，项籍入咸阳，烧阿房宫、杀秦王子婴。又分封各路将军为王，刘邦被封为汉王，领地是巴、蜀和汉**四十一县，国都为南郑（今陕西南郑）。并封秦降将章邯、司马欣、董翳（意）为雍王、塞王、翟王，领关中地，以扼制刘邦。同时削减刘邦军队至三万人。项羽自称西楚霸王，掌握军队最高统帅权。楚怀王熊心被尊为义帝。后来项羽把义帝迁到郴县给杀了。
项羽分封，表面上看去论功行赏，但是实际上却是对原诸侯势力进行重新组合，对服从自己的予以分封行赏，并没有照顾原诸侯在本国的实力与影响。因此从一开始埋下乱源。而且他又拒绝了谋士自王关中的建议，坚决衣锦还乡。
汉元年二月，诸侯罢戏下，各回国。刘邦只好忍气吞声接受封号，于四月领兵入汉中、并烧毁栈道（用木板架在悬崖上铺成的道路），以示再也无意东出，以麻痹项籍。同年五、六月份，齐国贵族后裔田荣不满分封，赶走齐王，杀胶东王，自立为齐王。11月，刘邦乘机挥军东出，拜韩信为大将，明修栈道，暗渡陈仓（今陕西省宝鸡市东），重返关中，很快击败章邯，迫降司马欣、董翳，并用计欺骗项籍，使其相信自己取得关中后已心满意足，再也不会东进了。项籍放心去攻打田荣，对西边没有加强防范。最终则陷入齐地泥潭无法抽身。这样给了刘邦绝佳的机会。
汉二年（205），刘邦在基本平定三秦后，准备东出与项羽争天下。他出关到陕，慰问那里的父老。三月，刘邦率军从临晋渡河，魏王豹将兵从。很快攻下河内，俘虏殷王司马卬，置河内郡。南渡平阴津到洛阳，降河南王申阳。这时有新城三老董公等挡在刘邦马前诉说义帝的死亡经过。汉王闻后，大哭一场，遂为义帝发丧，举哀三日。然后向各诸侯王发布项羽大逆无道的罪状，并以此为借口号召各诸侯王率兵与自己一起讨伐项羽为义帝报仇。从而正式拉开了四年楚汉战争的序幕。
公元前205年5月，刘邦乘项籍深陷于齐国，无力抽身的机会，率领诸侯联军56万一举攻占西楚都彭城。短暂的胜利是刘邦失去理智，天天与诸侯们喝酒庆祝。项羽闻之，急率轻骑兵3万回袭彭城，联军无备，一时被杀十万，溺水淹死十万，刘邦仅率数十骑逃脱，以汉为首的反楚联盟瓦解。
同年6月，刘邦率部退到荥
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