这场战役从楚汉二年（公元前205年）一直持续到楚汉四年冬，通过这场漫长的战役，刘邦正式从楚汉战争的竞争中胜出。

这要从楚汉二年五月初刘邦战败于彭城开始说起，当时战败后，诸侯皆叛汉从楚，而刘邦一路上败退至荥阳。此时楚之大队骑兵乘胜而追，追至荥阳东南的京、索二城间。而刘邦组织以灌婴、李必、骆甲为骨干的步骑混合兵种出击，在荥阳东面击败楚军的队伍。至此，长期的拉锯战便开始了。

在此期间，刘邦已计划争取时间。首先，利用荥阳成皋一线防御楚军。另一方面，巩固关、陇和巴蜀之地。具体措施如下，一、在当年六月份立刘盈为太子，巩固人心。“壬午，立子盈为太子”。二、击灭章邯，解除关中之威胁。“汉兵饮水灌废丘，废丘降，章邯自杀”。三、鉴于秦地残破，饥荒太甚的局面，“令民就食蜀、汉”，以度过危机。四、计关中户口，转漕调兵，以补给军食。五、发关中兵卒增强临晋关、函谷关、峣关、武关等地守备。

而在外交上，刘邦令随何说动九江王英布反楚，与楚军相战数月，直至楚汉三年十一月，英布被击败逃至荥阳，为刘邦争取了宝贵的时间。

楚汉三年冬十二月，项羽开始大举进攻荥阳，刘邦开始使用陈平之离间策略，使楚之君臣互相猜忌，几成分崩离析之势。这一年的五月份再用诈降之术，乃得以逃出荥阳，而这一阶段楚军攻取成皋。

楚汉三年的五月份，刘邦听取了辕生之计采取了主动与机动作战，项羽则于刘邦向宛叶间机动作战时，开始陷入被动。等到彭越侵扰睢水、下邳时，又再次疲于奔命。等刘邦再次机动至小修武，而彭越入侵楚国后方时，项羽遂三度奔命。最后，等到刘邦破楚大司马曹咎时，项羽四度奔命。而刘邦于九月重新夺取了成皋。

到了楚汉四年冬十月的时候，楚汉两军在广武对峙。而此时的项羽由于长期疲于奔命，再加上后方被数度侵扰破坏，粮食非常缺乏，再无采取攻势之余力，陷于被动挨打的局面，直至败亡。

楚汉之战是我国以弱胜强，转败为胜的典型案例。在对峙期间刘邦为首的汉方虽采取守势作战，但是却处处争取主动，陷敌于不利，最后致胜，实在堪称经典。