范增死后，项羽才恍然大悟，这是刘邦的离间之计，大怒之下，下令立即攻打荥阳，为范增报仇雪恨，项羽亲临城下冒着箭矢攻城。
就在刘邦走投无路之时，张良用计，让纪信代替刘邦出城投降，并留下周苛、枞公、韩王信等人守城，而刘邦自己则带张良、陈平等一班干将能臣，偷开西门，夺路而逃。
再说刘邦从荥阳逃到成皋之后，听说纪信被杀，又悲伤，又气愤，立即派人去关中要萧何征集人马粮草，准备再赴荥阳，与项羽死打硬拼。
刘邦帐下一位谋士辕生，献了一条调虎离山之计，说：“两家交兵，距今数月，我军十分疲惫。大王不用再去荥阳与项王争锋，只需率精兵从武关出发，直取宛洛。项王见此，必然顾及彭城安危，定会引兵拦截。这样，可以减轻成皋的压力，我军可以乘机得到休整。大王在宛城，高城深池，固守不战，等到时机成熟，再回荥阳，一决雄雌！”
刘邦采纳了辕生的意见，出兵武关，直抵宛城，深挖护城河，加固城墙，积蓄粮草，以逸待劳。
项羽听说刘邦引兵南进宛城，害怕汉军深入楚地，又占彭城，忙撤荥阳之围，赶赴宛城，找刘邦决战。刘邦凭险固守，项羽一时难以取胜。项羽虽然不断胜利，但是被刘邦和他的手下人弄得一筹莫展。
正在这时，被刘邦封为魏相国的彭越带兵转战楚、梁之间，打败下邳楚军，杀死楚将薛公，气焰十分嚣张。项羽大怒，留部分将领监视刘邦，自带精锐之师，追歼彭越。
彭越听说项羽亲来，自知难敌，引兵渡过睢水，撤退而去。项羽无法追赶，只好忿忿而止，再攻荥阳。
项羽由于长期东奔西走，心中一股无名火无处发泄，下了严令，五日内定要破城。各位楚将谁也不敢违令，催促士兵攻城。
项羽亲自率兵攻打东门，季布攻打南门，龙且攻打西门，钟离昧攻打北门。这是楚军最强的阵容，攻城之将皆为最有名的将领。只听得四门金鼓震天动地，云梯、弓箭、甩石车，一应攻城工具，十八般兵器，各显神通，战斗异常激烈。
城内将士，在周苛、枞公的指挥之下，日夜提防，整日苦战，弓箭、砖石、灰瓶、蛮牌，乃至开水、垃圾、大便，都成了守城武器，攻防结合，奋不顾身。
魏豹看到这种情况，知道荥阳必破，不去协助周苛、枞公守城，反而去为项羽充当说客。
他乘马来到城头战场，对周苛和枞公说：“汉王弃城逃走，就是因为荥阳已成废城，两位将军不明此理，如今反而坚守不降，这岂不是白白受罪吗？这对国家有何益处？一旦城破，你二位也想与项王为敌？”
周苛、枞公大怒：“你这个反复无常的小人，连猪狗都不如，也敢谈论军事，在此扰乱军心！汉王临行，把荥阳交给我们，知道我们有能力守住此城。现在你却劝我们投降，贪图荣华富贵！我等头可断，血可流，志不可移！留下你这样一个无耻小人，最终必为祸患。”下令将魏豹削首示众，号令三军：“此人欲做内应，扰乱军心，今日斩首示众。大家齐心守城，不得怀有二心！”
众军士齐说：“愿与将军拼死守城，绝不怕死贪生。”
项羽听到如此情况，更加愤怒不已，严令诸将拼死攻城。城内又紧靠城墙筑起土城，防守更加严密，楚军见了，各有退兵之意。项羽大军整整攻了九日，荥阳依旧在汉军手中。
项羽又召集军事会议，说：“荥阳久攻不下，各位将军有何良策？”
项伯、钟离昧说：“攻取城池，怕就怕兵士不肯舍命而上，如果一人拼死纵火烧毁城楼，众军一拥而上，此城哪有不破之理？如果拖延时间太久，刘邦率领救兵到来，我军就难以攻下荥阳了。”
项羽决定：“明日攻城，活着回来的立地斩首！”
次日，项羽与各位将领身先士卒，奋力攻城。苦战半日，汉军实在无法抵抗，楚军攻入城内，周苛、枞公、韩王信都成了俘虏。
项羽将周苛唤到面前，和气地说：“你率军坚守一座孤城，内无粮草，外无援兵，直到今日方破，真是将才，如能归顺，我封你为上将军，食邑三万户！”
周苛大怒：“你不去投降汉王，反而劝我投降你，真是岂有此理？你难道是汉王对手？”
项羽大怒：“我看你是个人才，怜爱而已。你如此不识抬举，难道我杀不了你？”
项羽下令将周苛投入鼎鼐烹杀，片刻之间变成一锅肉羹。
项羽又将枞公叫入，大骂：“量你一个匹夫，也敢抗拒天兵！今日被擒，若肯归顺，封你做个荥阳太守，否则，叫你死无葬身之地！”
枞公说：“城破被擒，势穷力竭，有死而已，岂肯归降你这暴君？恭请早戮，以尽臣节！”
项羽见枞公忠义，又叫季布劝降。
枞公说：“大丈夫建功立业，成就美名，生顺安死，只求心中无愧而已，我已竭力守城，不是才智不足，实是实力不足。你劝我今日投降，我明日又反，只知有汉，不知有楚，忠贞不贰，万金不移！”
项羽见此，默然良久，下令推出斩首。
只有韩王信投降了项羽。
项羽盛怒，准备尽屠荥阳百姓。
项伯力劝：“与大王争天下的是刘邦，不是荥阳百姓。天下百姓都是大王赤子，如果尽皆屠杀，岂不伤天下人之心？大王应该抚恤百姓，安定人心，休整几日，进兵成皋，截断刘邦退路，叫他无处可逃，刘邦必然束手待毙。”
项羽听从项伯劝告，不杀荥阳百姓，乘势进逼成皋，刘邦自知难敌，弃城而去。项羽轻取成皋，心中大喜。下令休整，继续西进。
在将近一年的相持时间里，项羽不断取得胜利，但是疲于奔命，势力不仅没有强大，而且逐渐势孤力穷。从战略上讲，他缺乏总体布局，君王干了将军的事；从战术上讲，他经常听从刘邦指挥，刘邦逃到哪里，他追到哪里。事实上，刘邦已经在这个时候取得了楚汉争霸的主动权。
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