齐王韩信亲率大军从齐地南下，占领楚都彭城和今天苏北、皖北、豫东等广大地区，兵锋直指楚军侧背，自东向西夹击项羽； 梁王彭越率军数万从梁地出发，先南下后西进，于刘邦本部军共同逼 垓下之战遗址楚军后退； 汉将刘贾率军数万会同九江王英布，自淮北出发，从西南方发动对楚地的进攻，先克寿春，再攻下城父并将此城军民全部屠尽； 而镇守南线的楚将大司马周殷却在此时叛楚，先屠灭六县，再与英布、刘贾会师，随后北上合击项羽； 同时，得到关中兵丁补充的刘邦则率本部军二十多万出固陵东进； 汉军五路大军、合计近七十万之众，形成从西、北、西南、东北四面合 灵璧 垓下遗址围楚军之势，项羽被迫率十万楚军向垓下后撤。

汉五年十二月，刘邦、韩信、刘贾、彭越、英布等五路大军于垓下（今安徽灵璧南，一说今河南淮阳、鹿邑间)基本完成了对10万楚军的合围。

刘邦立刻任命韩信为联军统帅，指挥大军作战。

韩信命刘贾、英布军自南将楚军外围出路全部封闭，命彭越军自北封闭通路，韩信亲率自军主力三十万与刘邦本部军二十万合成一股，向困守垓下的十万楚军发起进攻，展开决战！。