入关后，有人对刘邦说：“秦地财富十倍于天下，地形险要，如今章邯已投降项羽，被封为雍王，封地就是关中。如果他来了，沛公恐怕无法得到关中之地了。建议您马上派人把守函谷关，不要让其他诸侯进入，再从关中稍微征一些兵，以加强自己的实力，拒章邯于关外。”刘邦立刻执行了这个建议。
汉元年十二月，项羽果然率领其他诸侯想要西入函谷关，而此时关门早已紧闭。项羽听说刘邦已经取得了关中，十分愤怒，派黥布等人攻打函谷关，破关后兵至戏下。
刘邦的左司马曹毋伤听说项羽大怒，想要攻击刘邦，命人到项羽处报信：“刘邦想要做关中王，令子婴为相国，还要将秦国珍宝据为己有。”曹毋伤已官至左司马，也属于高级军官了，估计是他是不满于此但又不想努力了，就想走捷径，想用这一招来在项羽这换一个侯爵。
亚父范增对项羽说：“刘邦在关东时，贪财好色，如今入关后，不取财宝、不犯妇女，必存大志。我找人看了，他头上有五色龙气，这是天子的气象。必须要马上杀了他，不得有失。”范增是项羽最重要的谋士，被尊称为“亚父”，后被陈平的离间计所害，愤然离开了项羽。项羽依照范增的建议，让将士们吃饱喝足，准备次日早上与刘邦大战。当时，项羽佣兵四十万，号称百万，刘邦领兵十万，号称二十万。兵力对比为4:1，刘邦处于明显的劣势。
此千钧一发之时，正好项羽的季父项伯与张良旧交颇深，于是深夜前往张良处告知此事，劝张良离开刘邦，没必要同归于尽。之前我们提到亚父范增，而项伯是季父，足见其地位显赫，但他为什么要给张良通信呢？这是因为早年张良曾经救过项伯一命，两人故此成为至交。项伯不忍心看到自己的救命恩人死于项羽大军之下，于是才深夜报信。
这是张良的功德，但更是刘邦的运气。因为张良并没有独自逃跑，而是说：“我是韩王派来帮助沛公的，不可不将此事告于沛公，独自逃走更为不义之举。”于是就带着项伯去见刘邦，刘邦和项伯结下儿女婚约以表谢意。同时刘邦也献上一番说辞：“我入关以来，秋毫无犯，安百姓、封府库，静待项将军前来。之所以封锁函谷关是防止他人盗取战果。我日夜等候项将军，岂敢有反叛之心？希望亲家如实汇报给项将军。”这一看就是刘邦没打草稿的谎言，为的是暂时自保。但项伯信以为然，准备连夜返回项军大营，同时他还对刘邦说：“明天一定要早点来项军大营谢罪。”
项伯回去向项羽汇报了情况，还说：“要是没有刘邦先入关中，将军您能这么顺利的入关呢，刘邦是有大功的，杀了他不吉利，不如好生待他。”项羽觉得项伯说的没错。项伯的头脑已经够简单了，刘邦几句话就把他忽悠了，而项羽的头脑似乎更简单，两军存在巨大的利益冲突，他连刘邦的面都没见，就听信了项伯的汇报，实在是太轻率了，令人唏嘘。假设项羽多一点政治头脑，可能早就已经灭掉了刘邦。
第二天一早，刘邦一行百余人到鸿门拜见项羽，客套的说：“我们俩共同抗秦，分别战于河南、河北，我也不是自己想先入关中，今天终于与将军重逢，竟然有小人挑拨我们的关系。”项羽说：“是你左司马曹毋伤说了你的坏话，否则我怎么会怀疑你？”项羽多多少少有点没过脑子，一下子就把曹毋伤卖了。
两人算是把话说开了，于是项羽摆下宴席请刘邦吃饭。范增可不像项伯、项羽这么傻，他认为这是除掉刘邦的天赐良机，于是席间数次对项羽使眼色，但项羽没有回应。于是范增离席，出来对项庄说：“项将军仁慈，你进去假装舞剑，寻找机会杀掉刘邦，否则我们以后都会被他消灭。”项庄敬完酒，说道：“军中无以为乐，我愿舞剑助兴！”项伯应看出了项庄的意图，便也也拔剑起舞，并时不时用身体护住刘邦。樊哙听闻宴席气氛紧张，直接怒冲进来。项羽一看，这是位壮士啊，便赐酒。可是樊哙是个大老粗，不但不吃这一套，反而问责于项羽。刘邦早已感到局势紧张，没一会就借上厕所之机出来了，同时把樊哙也叫了出来。刘邦留下车马随从，跟樊哙、靳强、夏侯婴、纪成步行从小路逃离了项羽大营，留下张良答谢项羽。
等项羽反应过来，便问张良刘邦去哪了，张良回答：“听说将军有责备之意，沛公已经从小路返回军营了，留下我向将军献上玉璧一块，以表谢意。”项羽欣然接受，随后张良又向范增献上玉斗。范增大怒，撞碎玉斗，起身说道：“我们今后都要成为刘邦的俘虏了！”
以上便是鸿门宴的经过，曹毋伤通敌叛变，项伯知恩图报，张良忠心耿耿，刘邦有惊无险，范增洞若观火，项庄领命舞剑，樊哙舍身救主，唯有项羽头脑简单，放过了刘邦这个一生之敌，也在日后尝到了苦果。
“鸿门宴“可以认为是楚汉相争正式拉开帷幕的标志。如果说之前刘、项二还在互相试探，彼此忽悠，但鸿门宴之后，两人就已心知肚明，这场斗争，不是你死就是我活。《汉书》没有记录曹毋伤的后果，但根据《史记》记载，刘邦一回到大营，就立刻杀掉了曹毋伤。
刘邦从鸿门回来没几天，项羽就带兵向西屠了咸阳城，杀掉了已经投降的秦王子婴，还放火烧毁了秦国宫殿，可谓所过之处寸草不生。《汉书》记载，大火三月未灭，秦朝珍宝和美女都被项羽打包带往关东。见识过刘邦“约法三章”的秦朝旧民，自然对项羽的所为十分不满，他也就此失去了关中的民心。
这时，韩生-也就是个姓韩的的读书人-对项羽说：“关中有山河天险，易守难攻，土地肥沃，以此为都，霸业可成。”项羽看着焚毁的秦朝宫殿，心里想的还是关东，他说：“富贵如果不回到家乡，就像锦衣夜行一样。”韩生失望的说：“人们都说楚人就像带着帽子装人的猕猴，果然如此。”这就是沐猴而冠最早的来历，意为项羽徒有威武的外观，实则目光短浅。项羽听说后，立刻就韩生杀掉了。
项羽令人向怀王报告情况，而怀王说：“还是按照先入关中者为王的约定办！”
当初，项羽奉怀王之命北上救赵，失去了先入关中的时机，所以他早就对怀王怀恨在心，对怀王“如约”的说法也是置之不理。项羽说：“怀王本为我项家所立，并非因他有什么功劳，凭什么要听他的约定。定天下者，是诸位猛将和我项羽。”至此，项羽已经对现状十分不满，明面上虽仍尊楚怀王为义帝，实际上却已经不听他的命令了。这也为项羽后面的称王埋下了伏笔。
汉二年二月，项羽自立为西楚霸王，管理梁、楚等九个郡，大约涵盖了长江中下游流域的大片区域，定都彭城，也就是今天的徐州市。项羽违背楚怀王之约，改立刘邦为汉王，封地为巴、蜀、汉中等四十一个县，都城为南郑，也就是今天的汉中市。
改封刘邦是范增和项羽共同商量的结果。两人自知背约无理，害怕刘邦发动诸侯反叛，强说巴、蜀也属于关中之地，就把刘邦封到了这里，想借助蜀道天险防止刘邦东归。
项羽为什么要改封刘邦呢，其根本原因是认为刘邦有夺取天下之心，必须要把他赶到偏远地区。再加上当时他的兵力远胜于刘邦，楚怀王虽立约在先，但他本人只是个项家扶持的傀儡，在绝对的实力面前，一切皆可推倒重来。其他跟随或没跟随项羽反秦的各路豪杰，也都得到了分封。
关中被分成三份，分别封给了秦降将章邯、司马欣、董翳，“三秦大地”便自此而来，沿用至今。这么做的目的是假如刘邦东进，三人可以作为第一道防御屏障。另因田荣与项羽有过矛盾，所以齐王就封给了叛逃田荣、北上救赵有功的田都。
刘邦对这种违背怀王之约的结果自然十分不满，想要攻打项羽。丞相萧何劝刘邦不要冲动，来日方长。这是萧何对当时局势的理性分析得到的结论。此时子婴已死，意味着秦朝彻底灭亡了，各路诸侯齐聚咸阳，都获得了分封，百姓经过几年的战争，也都期盼和平生活。最重要的是，项羽这时具有绝对的军力优势，不是反抗的好时机。前面进入秦宫时，萧何早已“尽收秦丞相府图籍文书”，秦朝的重要信息都掌握在刘邦这边，具备了积攒实力、择机复仇的战略条件。我想这就是萧何的底气，成功劝动了刘邦暂时忍气吞声，日后再图大业。
四月，诸侯罢兵，准备前往各自的封国，反秦斗争胜利结束，秦朝皇室尽死，参战的各路英豪也都拿到了自己的利益，尽管不尽公允。刘邦肯定是抱怨者之一，因为他率先入关，却未能如怀王之约做关中王，最后不得不屈服于项羽的分封，只能做汉中王。
既然项羽忌惮刘邦野心，又在鸿门宴上错失了除掉他的机会，就应该逐步设法削弱刘邦集团的力量。但令人费解的是，在刘邦前往蜀地之前，项羽竟然还给了刘邦三万兵卒。除此之外，还有数万仰慕刘邦的楚人、各诸侯国人，这些人都跟随刘邦入蜀。
秦朝已灭，故国已复，张良便准备离开刘邦，返回韩国侍奉韩王成。张良毕竟名不虚传，对于项羽如此分封的目的洞若观火，所以在临行前，他建议刘邦烧毁入蜀的栈道，一来防止其他诸侯入侵，二来展示无东归之意，消除项羽的怀疑。
入蜀的道路自古都很艰险，刘邦毁掉栈道，彻底消除了项羽的戒心，使自己得以可以专心积攒实力，准备反攻。