刘邦没有料到，这个匆忙的决策很快使自己陷入了生死劫难。
倏忽之间，秋去冬来。
十一月中，项羽军与诸侯各部军马四十万隆隆南下，号为百万大军，经河内大道直压关中。王离的九原军覆灭后，项羽与诸侯联军连续追杀章邯的刑徒军。此时，大咸阳正在连番政变之中，赵高杀二世，子婴杀赵高，朝臣吏员几次大换班，政事陷于完全瘫痪。章邯军所有后援悉数断绝，若再与项楚军转战，势必全军覆没。老将章邯虑及刑徒军将士大多无家可归，为国苦战竟无了局，义愤难忍却又万般无奈，最后只有降楚了。而此时的项羽军诸侯军也正在粮草告乏之时，不欲久战，遂在洹水之南的殷墟，达成出降受降盟约。是年仲秋，章邯三将率二十余万刑徒军降楚了。
项羽接纳了老范增方略，给章邯一个雍王名号，给司马欣一个上将军名号，令两人率降军为前部军马西进。章邯向为九卿重臣，一路说动沿途城邑之残存官署全都归附了项楚军，敖仓等几座仓廪残兵也悉数放弃了抵御。项羽军对沿途仓廪大为搜刮，粮草兵器顿时壮盛了许多。大军进至新安，眼见函谷关遥遥在望，项羽却突然与黥布等密谋，实施了一场极其血腥的暴行——突然坑杀了二十余万降楚刑徒军！
坑杀的事由很是荒诞不经：刑徒军士卒不堪楚军将士“奴掳使之”，遂生怨声。有人密报了项羽，项羽立即作出了一番奇异的推定：“秦吏卒尚众，其心不服，至关中不听，事必危，不如击杀之！”史书记载的最后事实是：“于是，楚军夜击，坑秦卒二十余万人新安城南。”对于多次屠城坑杀的项羽，此等大举暴行驾轻就熟，很快便告结束。
《史记·项羽本纪》为坑杀找了一个同样荒谬的背景理由：项羽的诸侯军中多有当年服过徭役的军吏士卒，当年秦军吏卒对此等人“遇之多无状”。是故，才有秦军降楚后，诸侯吏卒乘战胜之威，将秦军士卒当做奴隶虐待的事发生。列位看官留意，章邯之“秦军”原本并非传统的政府军，而是应急成军的刑徒与官府奴隶子弟。刑徒原本便是苦役，而官奴子弟同样卑贱，如此两种人如何有权力对当年的山东徭役施以“无状”虐待？再者，刑徒军中纵有少量的官军将士加入，亦决然不会人人都虐待过当年的徭役者，将二者等同置换，从而作为对降卒施虐的依据，显然的荒诞。此等理由，只说明了此时尚存的一个历史事实：除了项羽本人不可理喻的暴虐，诸侯复辟势力对秦帝国的仇恨是一种普遍存在，项羽的疯狂只是群体暴虐的发动点而已。
新安坑杀迅速传遍天下，刘邦的函谷关守军大为震恐。
项羽大军抵达函谷关前，见关城大张“刘”字大纛旗，关门则紧闭不开。前军大将黥布命军士呼叫开城。可城头却现出了刘邦军大将樊哙的身影，樊哙大喊着，沛公信守楚怀王之约，先入关中者王，项楚军当自回江东才是。项羽闻报大怒，立即下令黥布军与当阳君两部攻城。项楚军此时大非昔比，已经接手了章邯秦军的全部重型连弩与大型器械，且仍由章邯军残存的弓弩营将士操作，攻城大见威力。而函谷关的刘邦军，虽也有大型防守器械，然樊周两将却已经早早遣散了守关秦军，刘邦军士卒根本无法操持那些需要长期演练的防守器械。樊哙周勃更不知秦军防守函谷关的独有战法，只以最传统的滚木大无礓石与臂张弓射箭应对，根本无法抵挡在城外弓弩营箭雨遮蔽下的潮水般的攻城楚军。不消半个时辰，函谷关便被攻破。樊哙周勃恐惧于项羽杀戮成性，早领着余部军马向西逃窜了。此战经过在史料中只有“击关，遂入”四个相关字，足见其如何快捷了。
楚军破关，项羽只觉又气又笑，也不下令追杀，只挥军隆隆入关。整肃数日，项羽大军再度西进，终于抵达关中腹地，在骊山之北的戏水西岸驻扎了下来。项羽的中军幕府，驻扎在一片叫做鸿门的高地上。此时，已经是十二月的隆冬时节了。
当夜，老范增领来了一个乔装成商旅的人物来见项羽。此人乃刘邦的左司马曹无伤。曹无伤神秘地对项羽禀报说：“沛公欲王关中，要拜子婴为丞相！秦之珍宝，已经被沛公尽数掳掠了！”老范增阴沉着脸色说：“刘邦自来贪财好色，然入关中，财货不取，女色不掠，其志不在小也！老夫曾教望气者相之，言此人上有龙虎五彩之气，此天子气也。一少将军当急击勿失也！”项羽大怒，立即下了一道秘密军令：整修一日，第三日攻杀刘邦军。
不料，项羽的这道密令，刘邦却意外地事先知道了。
项羽的一个叔父（季父）项伯，与刘邦军的张良素来交好。得闻项羽密令攻灭刘邦军，项伯匆匆找到霸上，劝说张良赶紧离开刘邦，或随他投奔项羽，或另谋出路。张良说，如此不告亡去，不义也，容我向沛公一别。项伯不善机谋，随张良来到中军幕府，等在了辕门外树影下，张良自己进去告别。张良匆匆来见刘邦，将项羽攻杀密令一说，刘邦顿时大为惊恐。张良此时才问，驻军函谷关抵御项羽，何人谋划？刘邦坦诚地说了鲰生献策自己决断事，没有丝毫隐瞒，只问张良该当如何。张良说，目下事急，只有先疏通项伯，再谋疏通项羽。刘邦忙问，先生如何与项伯熟识？张良说，项伯当年杀人在逃，他曾急难护持，于项伯有救命之恩。刘邦与人交接很见功夫，立即问张良项伯谁年长。张良说，项伯年长。刘邦立即说，先生为我请入，我当以兄长之礼待之。
张良出来一说，项伯虽有难色，终不忍负张良之恩，只有跟张良走进了幕府。刘邦恭敬地以事兄之礼相待，设置了匆忙而不失隆重的军宴，以尊奉长者的一种叫做“卮”的酒器连连向项伯敬酒，热诚盘桓，询问项伯的寿数子女。得闻项伯有女未嫁，刘邦立即为自己的长子求婚。项伯感刘邦豪爽坦诚又尊奉自己为长者，又见张良殷殷点头，便欣然允诺了。于是，两人倏忽之间结成了婚约之盟。之后，刘邦说起了年来进兵诸事，末了无比诚挚地抹着泪水说：“刘季入关中，秋毫不敢有所犯，只登录吏民、封存府库，以待上将军前来处置。所以派军守函谷关，无非防止乱军流盗而已。果真抵御，刘季能不亲临军阵，而仅以两个粗货率军么？刘季日夜北望上将军到来，岂敢反乎！敢请项兄为我说几句公道话，刘季不敢背德也！”项伯大为心感，当场欣然允诺，并对刘邦叮嘱了一句：“天亮之后，足下记着立即来谢项王。”
项伯连夜回到鸿门幕府，对项羽备细禀报了见刘邦事。末了，项伯说了一番意味深长的话：“若非沛公先破关中，我军岂敢长驱直入乎？今人有大功，而我灭之，不义也。若能因善而遇，大道也。”项羽见叔父说得诚恳，又听说刘邦万分惶恐，心下大感欣慰，当即点头允诺，取缔了攻杀刘邦军的密令。
次日清晨，尚未到惯常聚将的卯时，刘邦便带着百余名随从来到项羽幕府外，恭谨地等候召见了。若论楚军各方势力资格，刘邦原本与项梁同时举事，又被楚怀王尊为“宽大长者”，又先入关中，此时本是最老资格的一方楚军势力，高着项羽一辈。今日如此谦卑地早早赶来等项羽召见，虽说迫不得已，也是刘邦刻意为之。
果然，年青的项羽得到禀报后大感尊严，立即下令召见刘邦。刘邦恭敬地进入幕府参拜，又重申了自己的诸般忠心与苦衷，末了慷慨唏嘘地说：“老臣与将军戮力同心灭秦，将军战河北，刘季战河南。刘季不期先入关破秦，才能与将军再度相见于此也！今必有小人之言，有意让将军与老臣生出嫌隙。”项羽不善言辞，交接人物也是喜怒立见颜色，见刘邦称臣唏嘘，一时竟有些愧意，脱口而出道：“此等话，都是沛公那个左司马曹无伤说的。不然，项籍何至于问罪沛公？”刘邦心下惊愕，脸上却一如既往地虔诚抹泪诉说。项羽对赫赫沛公竟然称臣大是欣慰，说得片时，吩咐大摆酒宴抚慰刘邦。
于是，有了那则流传千古的鸿门宴的故事。
太熟的老故事无须多说了。总归是刘邦得种种因素暗助，从盛大而暗藏杀机的酒宴上不告而逃，终于安然脱身了。鸿门宴之后，几个相关人物的命运，皆由此而发生重大变化。其一，向项羽告密的左司马曹无伤，被刘邦回到霸上军营后立即秘密诛杀了。其二，刘邦开始小心翼翼地与项羽周旋，不再对项羽的任何决断提出异议了。这般韬光养晦，直到后来韩信的“明修栈道，暗度陈仓”而北进方告了结。其三，后来的楚汉相争中，项伯几乎成了刘邦的不自觉内应，与刘邦始终保持着秘密联络。其四，老范增对项羽绝望了。这位项楚军最重要的也是唯一具有相对长远目光的奇谋之士，用长剑击碎了刘邦送来的玉斗，唉的一声，顿足长叹：“竖子不足与谋也！来日夺项王天下者，必刘邦也！我等人众，实则今日已为之虏矣！”后来，这位奇谋之士终于在另一个奇谋之士陈平的反间计迷雾中倒下，在项羽的疑忌中愤然告退，郁闷悲愤而发背疽，在归乡途中惨死了。其五，项羽始被刘邦迷惑，自此屡屡落入与刘邦周旋的种种困境，最终迅速溃败身死。
鸿门宴之后，项羽自感已得天下，遂决意恢复诸侯制。
基于名义之需，项羽上书楚怀王，请命“分地而王”。不料，执拗的楚怀王竟只回复了两个字：“如约。”其意明显之极：按照当初之约，先入关中者王，此时当由刘邦为王封地，而不当由项羽称王分封。