项羽通过几年的战斗，看出了韩信在他与刘邦争夺天下中的地位。他派了一个叫武涉的人到齐国，想说服韩信背叛刘邦。
“当今的天下，表面上是项刘之争，实际大权却操在将军手中，”武涉说：“将军支持刘邦，刘邦就胜；将军支持项羽，项羽就胜。但如果项羽败了，接着刘邦就会除掉韩将军。足下与项王有过交情，为什么不趁这个机会反汉？否则，恐怕将军难逃被刘邦所擒的命运。”
提到与项羽的交情，韩信有点气愤，“我在项王手下的时候，官职不过郎中，地位不过是个扛着戟的卫士而已。我给他出的计策，他一个也不听。所以我才离开他来到汉王这里。汉王授给我上将军印和数万的军队，让我穿他的衣服，让我吃给他准备的饭，相信我的话，采纳我的计策。他对我这样信任，我怎能背叛他呢？”
蒯通也来劝韩信：“通过荥阳之败，可以看出汉王的智慧和勇力都不行。他现在的锐气被打掉不少，粮食不足，百姓疲惫，怨言很多。将军现在手中掌握着两个人主的命运。我的看法，将军不如让他们两个都保存下来，与他们三分天下。将军利用齐国非常好的自然条件，发展齐国。同时，怀柔诸侯。总有一天，各路诸侯都会来朝拜将军的。希望将军认真考虑。常言说，‘天与不取，反受其害’。”
韩信把汉王待他如何好的话又说了一遍。
“人们常说，勇猛而有胆略，以至于让主人都感到惊讶的人，自身会有危险；功劳天下无双的人反而受不到封赏，”蒯通还是想说服他，“我还听说，‘野兽已尽而猎狗烹’，当野兽被打光的那一天，猎狗就会被杀掉的。”
韩信还是不肯背叛汉王。“我对汉王有这样大的功劳，他不会夺去我的齐国。”(www.xing528.com)
蒯通没有把韩信说服，担心会因此惹祸，便装疯远去了。
刘邦再次夺取了韩信的军队，在河内（相当于今河南省的黄河北岸地区）附近与项羽周旋，双方互有胜负。又在广武（今河南省荥阳县东北）对峙了几个月。项羽的粮食所剩不多，刘邦的军队也疲惫不堪。项羽、刘邦还时常在阵前会面谈判。有一次，项羽把刘邦的父亲放到案子上，说：“我若是不把你攻下来，就把你爹煮了！”刘邦说：“你我曾在义帝面前结为兄弟，所以，我爹就是你爹。你若是把你爹煮了，也得送给我一碗汤。”还有一次，两人见面时，刘邦历数了项羽的十大罪状，气得项羽一箭射中刘邦的胸部，幸好箭的力量不大，刘邦只受了轻伤。后来，双方都有点支持不住了，约定以鸿沟为界，西属汉，东属楚。鸿沟是古代的一条水渠，在现今河南省境内，从荥阳引黄河水入渠。这条渠现在早已淤塞了。
双方达成协议，项羽把刘邦的父亲、妻子吕氏归还刘邦，领兵东去。刘邦准备西归的时候，张良和陈平对刘邦说：“现在的天下，大王已经有了一多半。而项羽目前兵疲粮尽，不如趁这个机会解决了他。否则就是养虎贻患。”刘邦高兴地接受了这一建议，立即撕毁协议，追击项羽。
汉王五年，公元前202年，刘邦追项羽到阳夏（夏读jiǎ，在今河南省太康县境），发信要齐王韩信和建顾侯彭越等人率军出兵到固陵（在今河南省淮阳县西北）与项羽会战。可是韩信和彭越都没有来。刘邦让项羽打得大败，只好退到固陵城内坚守不出。他问张良：“韩信和彭越为什么不来呢？”
“现在，楚国很快就要被打败了。这个形势已经比较明显。”张良给刘邦分析这两个人不来的原因，说：“大王虽然已经封他们两个人为王为侯，可是并没有给他们划定疆界，他们心里没底，当然不会来。如果大王答应与他们共分天下，他们马上就会来。”
刘邦无可奈何，只好派人分赴韩信和彭越处，要求他们合力击楚，并说，楚亡后，把从陈（自河南省淮阳县至安徽省亳县之间）到海边，都封给韩信；从睢（suī）阳（在今河南省商丘县南）向北直到谷城（在今河南省洛阳市西北）都封给彭越。韩信果然很高兴，亲率三十万大军，与彭越等军会师垓下（在今安徽省灵璧县东南）。经过几天的战斗，项羽兵败自杀。从此，楚汉相争的局面结束了，刘邦重新统一了整个中国。
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