垓下之战的历史记载如下：

公元前202年(高祖五年)十月下旬，灌婴引兵进占彭城，同时攻下楚地许多地区。被刘邦封为淮南王的英布也遣将进入九江地区，诱降了守将、楚大司马周殷，随后合军北上进攻城父(今安徽涡阳东)。刘邦也由固陵东进，形势对楚极为不利，项羽被迫向东南撤退。十一月，项羽退至垓下(今安徽灵壁东南，一说在今河南鹿邑县境内)，筑垒安营，整顿部队，恢复军力，此时楚军尚有约十万人。

韩信、彭越、英布等会合刘邦后，十二月(前202年初，当时以十月为岁首)在垓下将向江南撤退的十万楚军层层包围。

汉军以韩信亲率三十万人为主力，孔将军为左翼，费将军为右翼，刘邦坐镇后方，周勃、柴武等预备军在刘邦军后待命。韩信亲率汉军发动攻势，初战进攻受挫后退，在楚军准备追击时汉军左右两翼迂回夹击楚军，两军短兵相接陷入胶着，这时韩信带领大军翻身再战，楚军在三面夹击中被击败。项羽被迫退回垓下城。