自此，刘邦战略计划的第三步结束，开始进入第四步。就在项羽刚刚率军撤退，不到一个月之后，刘邦忽然率军猛攻，将战事推进到了项羽的腹地。此后，项羽虽然迅速回援，靠着自己的勇猛，夺回了一些失地。但到了这个时候，项羽的个人勇武，或者说麾下军队的强大作战能力，已经无法从根本上扭转劣势了。当刘邦出兵的同时，韩信、彭越、英布等人，也纷纷率军进攻。
最后，刘邦集团总计集结了超过七十万军队，与项羽集团在安徽灵璧地区，展开了决战。此时的项羽麾下，依然有超过十万精锐军队，但却已经疲惫不堪。这场战争，就是著名的垓下之战。在垓下之战当中，刘邦集团借助人数的优势，对项羽主力集团完成合围之后，尽可能地消耗项羽的粮草补给。经过近一个月的围困之后，最终，项羽集团粮草耗尽，被刘邦击溃。
项羽本人率兵突围，但最后却自刎于乌江之畔，项羽集团彻底战败。垓下之战后不到一个月，刘邦便在其他几位诸侯王的推举之下，正式登基称帝。至此，刘邦已经在名义上，完成了对整个天下的统一，汉朝也自此开国。这就是刘邦统一天下的整个过程。当然，到了这个时候，刘邦其实仍然没有彻底统一天下。因为其他几个强大的诸侯王，依然有各自的封国，各自拥有强大的实力。
汉高祖刘邦是无赖皇帝吗？
在中国古代开国皇帝中，汉高祖刘邦是被人们谈论较多的一位。然而刘邦在史书中的形象却颇为不佳，历代文人评论刘邦，常以“流氓天子”、“无赖皇帝”称之。刘邦真是一个无赖吗？读了辛弃疾这首《木兰花慢》，或许会有所改观。几件小事，道出这个刘三儿不寻常刘邦出生在沛县丰邑（今江苏丰县）。他的出身很一般，父亲叫刘太公，母亲叫刘媪，用现在的话讲就是“刘老头儿”和“刘老太太”——连个正经名字都没有。
当时人们管刘邦叫“刘三儿”，可是谁也想不到，就是这个刘三儿，后来干出了惊天动地的大事业。要说刘邦的不同寻常之处，那可是天生的。《史记》上说“高祖为人，隆准而龙颜，美须髯，左股有七十二颗黑子。”意思就是说，刘邦天生一副当皇帝的面相。更为神奇的是，他经常到两家酒店赊酒喝，醉卧酒店时，酒店的主人竟然发现他身体的上方经常出现龙，为此，店主把刘邦欠他们的账都免了。
且不说刘邦的天生异相，就是刘邦做的事也够出格的。先说他的性格，“仁而爱人”、“喜施”、“常有大度”、“为泗水亭长，廷中吏无不狎侮”，总之就是说刘邦天生大度随和，乐于助人，跟谁都合得来，而且公门中有一大帮狐朋狗友。有关刘邦不同寻常之处最有名的一件事，是说刘邦看见秦始皇出巡的盛大场面，说了一句流传千古的话：“嗟乎！大丈夫当如此也！”后人往往从这句话中看出了刘邦的不一般，认为他是个胸怀大志的人。
刘邦在乡里当差，一天县太爷家里来了个姓吕的贵客，县里有头有脸的人一听，纷纷道访。当时，后来的“兴汉三杰”之一的萧何负责给县太爷收礼品记礼账，因为来的人实在太多了，他说：“贺礼不到一千的，都坐到堂下。”也就是说，带钱少的人无法与县太爷同席。刘邦两手空空地就去了，见到萧何他说：“我的贺礼一万。”然后让萧何呈上自己的名帖和礼单。
贵客吕公一见这么重的礼，赶紧下堂迎接，一见刘邦，他大为惊异。原来这个吕?善于相面，他一看刘邦就知道这将来是个了不得的人物，吃饱喝足之后，吕公留下了刘邦，非要把自己的女儿嫁给他。刘邦自然是欣然答应，而吕公的这个女儿，也就是我们熟知的中国历史上大名鼎鼎的吕后。关于刘邦的不同寻常之处，史书上非止一端，有个老头曾预言他将“贵有天下”，总之，千言万语汇成一句话——种种迹象表明，这个刘三儿不寻常！能屈能伸，才是真正的英雄好汉秦二世无道，陈胜、吴广于大泽乡揭竿而起，天下英雄纷纷响应，刘邦也拉起了一支队伍。
陈胜、吴广死后，天下诸侯立楚怀王的孙子熊心为王，亦称楚怀王。楚怀王与各路义军相约，最先攻入秦朝都城咸阳的为王。当时项羽在河北与秦军主力苦战，刘邦钻了空子，他率领大军一路攻入咸阳，灭了秦朝。刘邦先入咸阳，项羽大为光火。尤其听说刘邦想在关中称王，让秦朝的末代皇帝子婴为相，并将所有的财宝都据为己有时，更是怒不可遏——老子在这边浴血奋战牵制了秦军主力，你刘邦拣现成的，天下哪有这等好事？当即下令——明天就出兵去把刘邦灭了。
