楚汉战争，或称楚汉相争、楚汉春秋，是秦末农民战争后，项羽和刘邦之间为争夺统治权力而进行的战争。时间一般认定为前206年－前202年，秦朝灭亡之后开始，一直到项羽于乌江边自刎结束。
秦二世元年（壬辰年）（前209年），陈胜、吴广在大泽乡发动起义，很快就触发了全国的反对秦统治的一系列起义，如周文率军攻打至戏水附近、赵国重建、韩广重建燕国等。不久，吴广被杀，陈胜也兵败于荥阳，最后陈胜被部下斩首。其后项梁以重建楚国为口号，率八千江东子弟兵渡过长江。同时沛县的刘邦也因为犯法，率军发动起义，投奔项梁。
秦二世二年（癸巳年）（前208年），项梁率军击破李由，连破秦军下。项梁骄傲轻敌，宋义谏，但项梁不听，导致定陶之战的失败，项梁战死。不久，章邯率军北攻赵国，围赵王歇于巨鹿。楚怀王见项梁兵败，吓得由盱眙迁都到彭城。赵国屡屡求救，于是楚怀王派遣宋义、项羽和范增率军北上救赵，同时派刘邦进攻关中。
秦二世三年（甲午年）（前207年），项羽兵变杀死宋义，率军破釜沉舟，与秦军爆发巨鹿之战，项羽先派龙且截断敌军粮道，再亲率楚军作战，结果楚军九战九胜，俘秦主将王离，杀秦副将苏角。同时，刘邦领军向西攻击，先攻昌邑，在彭越协助下仍然攻击失败。不久，郦食其投奔刘邦，建议他去攻击陈留以夺取粮草，攻击成功。刘邦率军在中原战斗时，项羽正在追击章邯，章邯当时粮食已缺，派别将司马欣往求粮，被拒绝后陈余又送信来，使得章邯犹豫不决。不久，项羽攻克三户津，截断章邯退路，章邯率军于漳水南岸战项羽，大败。章邯再战于污水，又败，章邯被困，被逼率秦军二十万投降。不久项羽在进攻关中时，项羽袭杀二十万秦兵，使得关中人民痛恨项羽、章邯等人。
张良建议刘邦应该避实击虚，越过重兵把守的重镇，攻击防御虚弱的地方。结果刘邦一路获胜，击败杨熊夺取白马，再降南阳，占领武关，在蓝田再破秦军，逼近咸阳，赵高派人偷偷与刘邦商议平分关中被拒绝。同时，二世三年八月，赵高杀害秦二世，拥立子婴为秦王，但子婴九月即谋杀了赵高。汉元年十月，刘邦攻抵灞上，子婴出降。秦制以十月为岁首，故十月乃乙未年之正月，属公元前207年。不久，项羽率领大军攻陷函谷关，直入关中，驻兵新丰鸿门。
刘邦、项羽相继率兵入关，按照原来与楚怀王的约言「先入定关中者王之」，刘邦先入咸阳，约法三章，理应为关中王。但项羽自恃功高，于汉元年年十二月（前207年末或前206年初）进至戏，后设鸿门宴。宴上，刘邦得项伯、樊哙救护，打消了项羽的疑心，范增令项庄舞剑杀刘邦未果。
汉元年一月（前206年），项羽尊楚怀王熊心为楚义帝，徙义帝于江南，都郴。汉元年二月，项羽自封为西楚霸王，统占梁楚九郡，建都彭城（今江苏徐州），又分封十八路诸侯。刘邦被封为汉王，辖汉中、巴、蜀一带，建都南郑（今陕西汉中）。关中之地三分，封章邯为雍王、司马欣为塞王、董翳为翟王。项羽分封诸侯后即罢兵回归彭城。
汉元年（乙未年）（前206年）二月，项羽自封为西楚霸王，并行分封诸侯。刘邦被封为汉王，王巴、蜀、汉中，都南郑。四月，诸侯罢戏下，各就国。项羽给予刘邦三万士兵，但追随刘邦的人有数万人，一路入南郑时烧毁栈道，以防被偷袭和向项羽示意无东归的意愿。后来因张良之智，使韩信来到巴蜀，跟申奇结为义兄弟。来到南郑，投靠刘邦。
汉元年五月（前206年），刘邦用韩信的计谋，趁项羽北攻田荣时，由陈仓道攻袭三秦。汉军先在陈仓胜章邯，再在好畴击溃章邯，最后围困章邯于废丘。不久，刘邦遣将袭攻陇西、北地、上郡，皆获胜。又命令薛欧、王吸出武关，与王陵联合，迎接刘太公和吕后于沛。西楚闻得，派兵在阳夏阻击汉军，又命郑昌为韩王，拒汉兵。
同时原齐相田荣，因对项羽封王方案不服，率军驱逐齐王田都，并阻止齐王田市任胶东王。汉元年六月，田市惧怕项羽，欲自行去胶东就封。田荣怒，追斩田市，自为齐王。田荣又给予士兵给陈余，令陈余击败张耳，重迎赵王。齐赵之反，使得西楚受到威胁，于是项羽决定北伐田荣。田荣又给时无所属的彭越将军印，令他反梁地。彭越击杀项羽所封的济北王田安，田荣逐并三齐之地。
汉元年秋八月，故燕王韩广亦不愿徙王辽东，项羽所封之燕王臧荼击杀韩广，并王辽东。同月，塞王司马欣、翟王董翳亦向汉王刘邦投降，这样刘邦奄有关中之地。项羽闻汉并关中之地，立即杀韩王成。初项梁立韩公子成为韩王，张良为韩相国。项羽封诸侯，韩王成仍为韩王，但是项羽以张良从汉王刘邦，而韩王成又无功，故不许韩王成就国。项羽东归，韩王成被带至彭城。项羽杀韩王成，立亲信故吴令郑昌为韩王以拒汉。同时派萧公角进攻彭越，但很快被彭越击败。张良徇韩地，派人遗书项羽，称「汉欲得关中，如约即止，不敢复东。」项羽以故无西意，而北击齐。
汉二年（丙申年）（前205年），汉王东攻，降塞王司马欣、翟王董翳、河南王申阳。韩王郑昌拒降，被韩信击破，不久又虏获章邯之弟章平。同时张耳投奔汉。三月，刘邦渡临晋，魏王豹率兵跟从，破河内，虏获殷王司马卬，南渡河，直抵雒阳。刘邦闻得义帝死，为义帝发丧，号召天下人反抗项羽。
此时，田荣正在率军与项羽对抗，但田荣战败于城阳，败走平原时被杀。齐降楚，但项羽在齐地烧杀掳掠，齐人奋起反抗，田荣弟田横立田荣子田广为齐王，继续抗楚。刘邦领诸侯兵东攻彭城。项羽闻得刘邦入主彭城，就率三万士兵离开齐地，由曲阜经胡陵，到萧县，早上攻击汉军，追击至彭城，在中午大破汉军。汉军败退至谷、泗水，被歼十余万人。楚军再继续追杀，汉军败走，于灵壁东边的睢水上被楚军驱赶下河，淹死汉军十数万，使得睢水被尸体阻塞，令河道不流。此即汉二年四月（前205年）的彭城之战。
刘邦在彭城之战后，势力一落千丈，不但父亲刘太公、母亲刘媪和妻子吕雉被楚军虏获，被拿住做人质，更甚诸侯见刘邦溃败后，重新投奔项羽，连塞王司马欣和翟王董翳也入楚为将，而且连一直对抗楚的齐和赵也与楚议和。不久，刘邦到达吕雉兄长驻守的下邑（今河南夏邑县），重收溃败士卒，往后撤退。到达虞（今河南虞城县）这个地区后，刘邦派出随何游说英布，英布决定归顺刘邦，起兵反抗西楚。西楚派龙且攻打英布。汉二年六月（前205年），刘盈（即汉惠帝）被立为太子，被刘邦命令驻守栎阳。不久汉军水攻废丘，废丘城投降，章邯自杀。同时，英布与龙且战争，不得胜利，与随何往见刘邦。刘邦收取士卒，会合关中萧何派来的援军，加上韩信赶来会合，于「京县」（今河南洛阳附近）、「索亭」（今河南荥阳附近）之间击败楚军，将项羽西楚军击退到荥阳以东。此为京索之战。
汉二年（前205年），魏王豹借口亲人有病，重返魏地，重新归属楚，封锁蒲阪，起兵反对刘邦。刘邦派出郦食其游说，不成，派韩信攻打魏国。不久，魏王豹驻兵蒲阪，堵塞临晋。韩信遂设疑兵，佯装要渡往临晋，实际上就用伏兵于夏阳渡往对岸，袭取安邑。汉二年九月（前205年），魏王豹率军迎击，但遭到大败，魏王被俘虏，降刘邦，为刘邦的将领。安邑之战后不久，张耳被派往支援韩信，汉二年九月（前205年），韩信破代兵，生擒代国丞相夏说于阏与，但刘邦很快就收回军队主力。
韩信与张耳继续率领轻军，企图经井陉攻打赵国。赵王歇与陈余率军号称二十万的大军，抵抗汉军。李左车建议派三万士兵给他，截断韩信的粮路，陈余就率军在前线防守，使韩信不能进又不能退，最后不出十日内就能斩杀韩信和张耳。但陈余懦弱，坚持义兵不用计谋，拒绝使用李左车的计谋。韩信得知陈余不用李左车之计，就放心率军出井陉，并派出二千轻骑兵，手持汉军旗帜，准备在赵军出击后，攻占其营寨，插上汉军旗帜。不久，韩信设背水阵，诈败诱敌，赵军中计，猛攻背水阵。汉军殊死作战，赵军不能打败汉军。赵军打不赢，只好撤退，但汉军二千骑兵已经攻占敌营，插上汉旗，赵军溃败。汉军乘胜夹击追杀，大破赵军，斩杀陈余于泜水上，俘虏赵王歇、李左车。此为汉三年十月（属前205年）。
此时，李左车建议韩信应该调兵压向燕国，并且派出使者要求他们投降，在招降了燕国后，自然齐国也必定自行投降。韩信用其计，派出使者到燕国招降，燕国马上就投降。此后，张耳被任命为赵王，以镇抚赵国。当时西楚不时派出奇兵攻袭赵国，张耳和韩信不断抵抗。西楚趁此机会进攻荥阳，使得刘邦逃往成皋，但再遭围攻，被逼北渡黄河，夺张耳、韩信之兵权，派韩信东攻齐国。
韩信当时向东攻击，尚未渡过平原津时，刘邦已经派出郦食其往齐国说齐王。韩信于是打算停止进兵。但由范阳来的蒯通认为郦食其一介书生，竟能凭三寸不烂之舌说下齐国七十多座城池，恐怕韩信的功劳比不上郦食其。于是韩信跟从他的计谋，袭击齐国。当时齐王见刘邦已经派出郦食其，所以安心下来，把历下的守军撤走。于是韩信攻陷历下，直奔临淄城。齐王认为郦食其出卖他，于是下令在临淄烹杀了郦食其，自己往高密逃去，请西楚发兵帮助。韩信在攻陷临淄后，追杀至高密的西边，西楚就派出龙且统领大军，号称二十万大军，北上救齐。龙且与齐王田广合兵，与韩信先战一场，但齐楚联军被击败。有人建议龙且不要与韩信的精兵交战，应该防守后请齐王招降已经投降汉王刘邦的城镇，他们必定反抗韩信，汉军必定无粮攻击，最后可以不战而降敌军。但龙且拒绝使用这条计谋，再与韩信交战。汉四年十一月（前204年-前203年），双方在潍水上交兵。但在前夜，韩信派人用万余个沙包，堵塞水的上流。韩信再引军渡河，与龙且交战。韩信佯装不能胜利，引军撤退。龙且以为韩信懦弱，追杀过河。但忽然上游的水淹至，龙且大半军无法渡河，韩信攻击龙且，并斩杀了龙且。在龙且败死后，楚军溃散，齐王流亡。韩信追击至城阳，俘虏了大批楚兵。
汉四年（前203年），韩信在高密之战后，迅速平定齐地，韩信于是派人去向刘邦要求封自己为代理齐王。当时，刘邦在荥阳陷于包围中，生命受到严重威胁，正在等韩信救援，但韩信就来求王，令刘邦愤怒不已。张良、陈平就建议应该封王给韩信，因为汉军现在情势不利。刘邦马上反省过来，封了韩信为齐王。同时，项羽见龙且败死，十分恐惧，派出说客武涉去游说韩信自立门户，连蒯通也建议应该自立门户，但全部被韩信拒绝。于是武涉离开，蒯通佯装疯逃去。韩信于是率军南下攻击项羽。
彭城之战战败，刘邦败退到荥阳、成皋一带后，很快重整旗鼓，驻军于荥阳，准备继续夺取天下的大业。汉军在荥阳站稳后，开始修筑甬道，由敖仓运输粮食来荥阳。汉三年（前204年），项羽率军数次攻夺甬道，汉军粮食短缺，于是刘邦向项羽要求和议，荥阳以西归汉。项羽打算接受，范增认为现在要取容易，如果现在放虎归山，必成后患。所以项羽率军加紧包围荥阳城。刘邦认为范增是个大碍，所以给予陈平四万斤黄金，要他去离间项羽和范增的君臣关系。项羽中计，削其兵权，范增大怒而告老回乡。
汉四年十月（前204年）（此为汉四年年初），刘邦乘项羽率兵东平齐地之际，反攻成皋，大破守将曹咎所部楚军于汜水上，曹咎自杀，汉军重夺成皋并推进至广武，与楚军对峙，收敖仓积粟充军用。楚将锺离昧部也被汉军包围于荥阳以东。
汉四年十一月，潍水之战韩信获胜，楚军陷入被动。数月后，因粮草匮乏，项羽不得不与刘邦谈判，以鸿沟为界，楚汉停战。
汉四年九月（前203年）（此为汉四年年末），项羽率兵东归，刘邦采纳张良、陈平之策，乘机追击楚军于固陵（今河南太康南）；并令韩信、彭越等人率兵围歼项羽。三个月后，汉五年十二月（前202年），项羽在垓下之战中被打败，被围在垓下城（今安徽灵璧县东南），在晚上听见四面楚歌，意志突然崩溃，遂率少数骑兵突围至乌江（今安徽和县境内），告别爱妃虞姬，自刎而死。历时4年的楚汉战争，最后以刘邦夺取天下，建立汉王朝而告终。
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