成皋之战后战败的项羽和刘邦议和，约定以鸿沟（在今河南荣县境贾鲁河）东西边作为界限，互不侵犯。
公元前202年十月刘邦听从张良和陈平的规劝，觉得应该趁项羽衰弱的时候消灭他，不能给项羽休整的时间，不然就放虎归山，后患无穷。于是刘邦和韩信、彭越、刘贾会合兵力追击正在向东撤退开往彭城（即今江苏徐州）的项羽部队。在韩信的指挥下终于布置了几层兵力，把项羽紧紧围在垓下（在今安徽灵璧县东南）。这时，项羽手下的兵士已经很少，粮食又没有了。但项羽的八千子弟兵的战斗力还是很强悍的。韩信想了个计谋，做了个很大的风筝，上面坐个楚军的降兵一直不停的唱楚地的民歌，歌声顺风传出很远，接着韩信又让包围项羽的那些士兵都唱着楚国的民歌，这勾起了楚军的思乡之情，也不禁非常吃惊地想：“刘邦已经得到了出国的根据地了吗？为什么他的部队里面楚人这么多呢？”于是很多人逃跑或者投降了刘邦，这让项羽军队的战斗力大受打击。
项羽也听到了这四面八方的楚歌，便从床上爬起来，在营帐里不停的喝酒，并和他最宠爱的妃子虞姬一同唱歌。“力拔山兮气盖世，时不利兮骓不逝。骓不逝兮可奈何？虞兮虞兮奈若何！”还没常稳拿虞姬就直掉眼泪，在一旁的人也非常难过，都觉得沉重的抬不起头来。虞姬为了不拖累项羽，自刎于项羽的马前。项羽悲愤异常，带着虞姬的头颅率800亲随杀出重围。韩信则率军紧追不舍。项羽英雄末路，在乌江边上的时候，士兵们看到一棵大树上有字，走近看才知道是千万只蚂蚁组成的六个大字，这是张良的攻心之策，他用蜂蜜在乌江边上的一棵大树上写下“项羽死于此处”六字。项羽见到这六个字时，仰天长叹道：“天亡我也！”后来，就拔剑自刎了。这时候的项羽虽然兵败如山倒，但其勇猛无比，有万夫不当之勇。汉军之中无一人是其敌手，即使能将其击杀也要付出惨重的代价，古人比较迷信，看蚂蚁成字，自以为是天意，一代英雄就这样惨死。
陔下之战是楚汉争霸系列战争的终结，这场战争以刘邦的完胜而结束，自此刘邦统一天下已不可避免，秦末混乱的局面也至此结束。