刘邦为了彻底消灭项羽，急需两人出兵增援，便只好按照张良的建议，将陈地以东至沿海地区的土地全部划分给了齐王韩信，又将睢阳以北至谷城的地盘划给了彭越，并封其为梁王。
这边韩信和彭越虽然出于自身利益考虑没有出兵，但一直在泗水郡周边征战的灌婴，在听说刘邦率主力追击项羽后，作为韩信部下的灌婴，却根本没有理会韩信的态度，立即便与靳歙等人率领郎中骑兵向西进军，准备前去与刘邦会合。
项羽听说又有一支汉军前来与刘邦会师，担心固陵难以坚守，遂留钟离眜驻守固陵，自己则率领主力南下陈郡的治所陈县，想要凭借陈县城池坚守。
在得知项羽主力南撤之后，刘邦率兵再攻固陵，楚军大败，令尹灵常投降，钟离眜率败军南逃。
就在此时，项羽接到了九江地区传来的噩耗。奉刘邦之命南下的刘贾，已经攻克九江治所寿春，而原本负责九江防务、驻兵舒县抵抗英布的楚国大司马周殷，在见到项羽大势已去，而自己又面临刘贾和英布的两面夹击，自知无力取胜的他，干脆选择了献城投降，并与英布合军后北上攻克六县，如今正在率军前往寿春与刘贾会合。
如此一来，项羽南下九江的计划彻底落空，为了避免陷入汉军的围剿，项羽当机立断，留陈县县令利几驻守陈县，阻挡汉军追兵，自己则率领楚军向东撤退，试图在汉军完成合围之前，穿过泗水郡南部退至东海郡。
刘邦在攻克固陵之后，灌婴率军与刘邦会师，刘邦也顾不上停兵休整，便立即率领大军直扑陈县，陈县楚军在项羽率兵逃走后，本就无心坚守，在刘邦的猛烈攻击下迅速溃败，县令利几投降。
英布、刘贾、周殷于寿春会师后，得知项羽已经自陈县东逃，为配合刘邦围歼项羽，几人立即率兵北上进攻城父县，意图切断项羽退路。
项羽得知消息，为避免退路被断，也率军急扑城父，与英布、刘贾率领的汉军展开激烈争夺。
就在双方猛烈交战之际，刘邦率领的汉军主力也自陈县尾随而来，双方一场血战，楚军突破刘贾的防线继续东逃，刘邦则在与英布、刘贾会师后，继续尾随追击项羽。
项羽虽然带兵有方，但由于一路的战败逃亡，此时缺少补给的楚军，在精神和体力上都已经达到了极限，陷入溃败已经是迟早的事。
见到刘邦对自己紧追不舍，项羽深知如果无法击败汉军，那么自己根本没有撤退的空间，与其等到士兵士气溃散后无力再战，不如趁楚军仍有一战之力，与汉军决一死战。
因此，无法摆脱汉军追击的项羽，率军撤入了垓下（位于泗水郡东南）进行休整，而刘邦的大军亦尾随而至。
与此同时，见项羽已经穷途末路，再加上得到了刘邦裂土封王的保证，韩信和彭越亦出兵南下，前往垓下与刘邦会师。
楚汉双方的最终决战，即将就此上演。
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