漢王領兵東進，平定三秦，蕭何以丞相的身分留守治理巴蜀，安撫民眾，發布政令，供給軍隊糧草。漢二年（前205），漢王與各路諸侯攻打楚軍，蕭何守衛關中，侍奉太子，治理櫟陽。製定法令、規章，建立宗廟、社稷、宮室、縣邑，蕭何總是稟報漢王，得到漢王同意，準許施行這些政事；如果來不及稟報漢王，有些事就酌情處理，等漢王回來再向他匯報。蕭何在關中管理戶籍人口，征集糧草運送給前方軍隊。漢王多次棄軍敗逃而去，蕭何常常征發關中士卒，補充軍隊的缺額。漢王因此專門委任蕭何處理關中政事。

  二月，下令廢掉秦社稷，改立漢社稷。

  三月，漢王從臨晉關渡過黃河，魏王豹率兵隨從，攻下河內，俘虜了殷王，設置河內郡。向南渡過平陰津，到達雒陽。新城三老董公攔住漢王，用義帝死這件事遊說漢王。漢王聽了，袒臂大哭。於是為義帝發喪，哭吊三天。派遣使者通告諸侯說：“天下共同擁立義帝，對他北麵稱臣。現在項羽把義帝放逐、擊殺於江南，大逆無道。我親自為他發喪，諸侯都要穿白色喪服。調發全部關內的兵力，征集三河的士卒，浮江漢南下，願意跟隨各諸侯王討伐楚國殺害義帝的人。”

  魏豹，原是六國時魏國的公子。他的哥哥叫魏咎，原來魏國時被封為寧陵君。秦國滅亡魏國，就把他放逐外地廢作平民百姓。陳勝起義稱王，魏咎前往追隨他。陳王派魏國人周市帶兵奪取魏國的土地，魏地被攻占後，大家互相商量，想要擁立周市為魏王，周市說：“天下混亂，忠臣才能顯現出來。現在天下都背叛秦國，從道義上講，一定要擁立魏王的後代才可以。”齊國、趙國各派戰車五十輛，協助周市做魏王。周市辭謝不肯接受，卻到陳國迎接魏咎。往返五次，陳王才答應把魏咎放回去立為魏王。

  章邯打敗陳王不久，於是進兵臨濟攻擊魏王，魏王派周市到齊國、楚國請求救兵。齊、楚派遣項它、田巴帶領著軍隊跟隨周市援救魏國。章邯竟然擊敗了援軍，殺死了周市，包圍了臨濟。魏咎為了他的百姓身家性命的安全，提出降服的條件。談判成功，魏咎就**而死。

  魏豹逃往楚國，楚懷王給了魏豹幾千人馬，回去奪取魏地。這時項羽已經打敗了秦軍，降服了章邯。魏豹接連攻克了二十多座城池。項羽就封魏豹做了魏王。魏豹率領著精銳部隊跟著項羽入關了。漢元年，項羽分封諸侯，自己打算占有梁地，就把魏王豹遷往河東，建都平陽，封為西魏王。

  漢王回師平定了三秦，從臨晉率兵橫渡黃河，魏豹就把整個國家歸屬漢王，於是跟隨著漢王攻打彭城。漢王戰敗，回師滎陽，魏豹請假回家探望老人病情，回國後，就馬上斷絕了黃河渡口，背叛了漢王。漢王雖然聽到魏豹反叛的消息，可是正在憂慮東邊的楚國，來不及攻打他，就對酈生說：“你去替我婉言勸說魏豹，如果能說服他，我就封你為萬戶侯。”酈生就前去遊說魏豹。魏豹婉轉地拒絕說：“人生一世是非常短促的，就象日影透過牆壁的空隙那樣迅速。如今漢王對人傲慢而侮辱，責罵諸侯群臣如同責罵奴仆一樣，一點也沒有上下的禮節，我沒法忍耐著去見他。”於是漢王派韓信去攻打魏豹，在河東俘虜了魏豹，讓他坐著驛站的車子押送到滎陽，把魏豹原有的國土改製為郡。漢王命令魏豹駐守滎陽。當楚軍圍攻緊的時候，周苛就把魏豹殺了。

  這時，漢王回軍平定了三秦。項羽聽說漢王已經兼並了關中，將要東進，齊、趙又反叛了他，非常憤怒。就以從前的吳令鄭昌為韓王，來阻擋漢軍。命令蕭公角等人攻擊彭越。彭越打敗了蕭公角等人。漢王派張良巡行招撫韓地，張良就給項王寫信說：“漢王（沒有如約稱王關中），有失職守，打算取得關中，實現了原來的約定就停止進軍，不敢繼續東進。”張良又把齊、梁的反叛文告送給項王，說：“齊想和趙並力滅楚。”楚軍因此無意西進，而向北攻打齊國。項王向九江王黥布征調兵力。黥布稱病不往，派將領率兵幾千人前去。項王從此怨恨黥布。

  漢二年冬，項羽北上到達城陽，田榮也率軍到此與項羽會戰。田榮兵敗，逃到平原，平原百姓殺死了他。楚軍北進，燒毀齊國房屋，夷平齊國城郭，坑殺田榮降卒，擄掠老弱婦女。在齊攻城略地，直至北海，到處燒殺掠奪。齊國人聯合起來反抗項羽。田榮的弟弟田橫收集齊國逃散的士卒，得到幾萬人，反於城陽。項王因此留下來，連續攻打幾次都沒有攻下城陽。

  春天，漢王統率五路諸侯的軍隊，共五十六萬人，東進伐楚。項王聽到這個消息，即令諸將攻打齊國，而自己帶領精兵三萬人南下，由魯越過胡陵。四月，漢軍都已進入彭城，搜掠財物珍寶和美女，天天設筵會飲，項王向西進發，到達蕭縣，早晨攻擊漢軍，向東進發，到達彭城，中午，把漢軍打得大敗。漢軍潰退，相繼逃入穀水、泗水，楚軍殺死了十多萬漢軍士卒。漢軍向南往山裏逃跑，楚軍又追擊到靈壁東麵的睢水上。漢軍退卻，為楚軍所逼，擁擠在一起，多被殺傷，漢軍十多萬人落入睢水，睢水為之不流。楚軍把漢王包圍了三層。這時大風從西北刮起，吹斷了樹木，掀毀了房屋，飛沙走石，天色昏昏沉沉，（狂風夾雜著沙石）向楚軍迎麵撲來。楚軍大亂，陣形潰散，漢王才得以和幾十個騎兵逃走。打算經過沛縣，接取家眷西行；楚軍也派人追往沛縣，掠取漢王家眷。家眷都已逃亡，沒有和漢王相見。漢王在路上遇到了孝惠、魯元，就用車拉著一塊兒走。楚軍騎兵追趕漢王，漢王著急了，把孝惠、魯元推下車去，膝公便下車把他們抱上來，這樣推下抱上了好幾次。滕公說：“事雖危急，不是可以把車趕得快一些！怎麽能丟棄他們！”漢王終於脫身而出。他尋找太公、呂後，沒有找到。審食其跟隨太公、呂後從小路潛行，尋找漢王，反而碰上了楚軍。楚軍就帶他們回到軍營，報告了項王，項王把他們拘留在軍營裏。

  這時呂後的哥哥周呂侯為漢率兵駐紮在下邑，漢王抄小路來到周呂侯那裏，稍稍收集了一些逃散的士卒。到了滎陽，各路敗軍都會合在一起，蕭何也征發關中沒有著籍的老弱全部來到滎陽，聲勢又振作起來。楚軍從彭城出發，常常乘勝追擊敗兵，與漢軍在滎陽南麵的京、索之間交戰，漢軍打敗了楚軍，楚軍因此不能越過滎陽西進。

  漢三年（前204），漢王與項羽對峙於京縣、索城之間，漢王多次派遣使者慰勞丞相蕭何。有個叫鮑生的人對丞相說：“漢王在前線風餐露宿，卻多次派使者來慰勞您，這是有懷疑您的心意。為您著想，不如派遣您的子孫兄弟中能打仗的人都到軍營中效力，漢王必定更加信任您。”於是蕭何聽從了他的謀劃，漢王非常高興。

  當時項王北進攻打齊國，田榮和他戰於城陽。田榮兵敗，逃到平原，平原的百姓殺了他，齊地都投降了楚國。楚兵焚燒齊人的城郭，擄掠他們的子女，齊人又反叛楚國。田榮的弟弟田橫立田榮的兒子田廣為齊王，齊王在城陽反楚。項羽雖然聞知漢軍東進，但既然已經與齊軍交戰，就想打垮齊軍之後迎擊漢軍。漢王利用這個機會劫取了五諸侯的兵力，進入彭城。項羽聽到這一消息，就帶兵離開齊，由魯地出胡陵，抵達蕭縣，與漢軍在彭城靈壁東麵的睢水上激戰，大敗漢軍，殺死了很多士卒，（由於屍體的堵塞，）睢水都不能流通了。楚軍從沛縣擄取了漢王的父母妻子，放在軍中作為人質。這個時候，諸侯看到楚軍強盛，漢軍敗退，又都離漢歸楚，塞王司馬欣也逃到楚國。

  呂後的哥哥周呂侯為漢帶領一支軍隊，駐紮在下邑。漢王到他那裏，漸漸收集士卒，駐軍在碭縣。漢王西行經過梁地，到了虞縣，派謁者隨何到九江王黥布那裏，漢王說：“你能讓黥布舉兵叛楚，項羽必定留下來攻打他。如果能夠滯留幾個月，我一定可以取得天下。”隨何去說服九江王黥布，黥布果然背叛了楚國，楚國派龍且去攻打他。

  漢王兵敗彭城後向西撤退，行軍中派人尋找家屬，家屬也逃走了，沒有互相碰見。戰敗後就隻找到了孝惠帝，六月，立他為太子，太赦罪人。命令太子駐守櫟陽，諸侯國人在關中的都集中在櫟陽守衛。引水灌廢丘，廢丘投降，章邯自殺。把廢丘改名為槐裏。於是命令祠官祭祀天、地、四方、上帝、山川，以後按時致祭。征發關內士卒登城守衛邊塞。

  這時九江王黥布與龍且作戰，沒有取勝，和隨何潛行歸漢。漢王漸漸地征集了一些士卒，加上各路將領和關中兵的增援，因此軍勢大振於滎陽，在京、索之間擊破了楚軍。