西元前206年，劉邦乘田榮起兵反楚，項羽出兵齊地平叛之機，襲占了關中，隨后，劉邦以關中為大本營，開始了向四方擴張的步伐。
西元前205年4月，劉邦趁項羽陷入齊地無法自拔、楚國都城彭城空虛之際，以項羽殺害楚懷王為借口，聯合各路諸侯，在洛陽聚集各路諸侯聯軍56萬人，分兵三路進攻彭城，
北路以曹參、樊噲、灌嬰、陳余等所率領的趙軍為主，由圍津渡河南下，攻占梁、魯地區后，配合中路大軍直取彭城，中路以劉邦、陳平、夏侯嬰、盧綰、司馬欣以及五路諸侯軍為主，由洛陽向東進攻，直取彭城。南路以薛歐、王吸以及王陵所部為主，由宛經葉縣出陽夏，從南面攻楚，
身在齊地的項羽得知劉邦大舉進攻彭城，并未放在心上，因為他的想法是先將齊國的叛亂平定了，然后再回過頭來收拾劉邦。因此，面對劉邦56萬大軍的進攻，他只是做了一般性的防御，
派部分兵力分別在陽夏和曲遇阻擊劉邦軍軍事重鎮定陶由大將龍且和項它防衛首都彭城項羽壓根就沒管，只有少量兵力
簡單布置了一下之后，項羽想以此來對抗劉邦的56萬大軍。
一方面劉邦是有備而來，且來勢洶洶，另一方面項羽對于這56萬大軍的進攻，卻只是簡單地防御了一下。因此，在戰爭初期，劉邦軍一路摧枯拉朽，勢如破竹，以曹參、樊噲為首的北路軍接連攻下了多座城池，并在定陶擊敗守將龍且和項它，攻占定陶；以劉邦為首的中路軍也在曲遇攻破了楚軍的防御，劉邦進抵外黃后，彭越率三萬人馬投降劉邦；以薛歐為首的南路軍在陽夏大敗楚軍，隨后一路向東進發，跟劉邦軍會合，
等三路大軍到齊，劉邦率領他們一路向東，趁彭城守衛空虛之際一舉攻占彭城，
聽到彭城失陷的訊息傳來，身處齊地的項羽終于感到了一絲恐慌，但他很快鎮定了下來，留下一部分兵力繼續進攻齊國，他本人則率精銳騎兵3萬由魯迅速南下，回救彭城，
項羽軍一路向南，先是以迅雷不及掩耳之勢擊潰了身處魯地的樊噲軍，并于拂曉前抵達蕭縣，出其不意地向漢軍發起了進攻，漢軍不敵，撤退至彭城，楚軍繼續追擊，與漢軍主力大戰于彭城之下，這場戰爭從清晨打到中午，結果卻是漢軍以絕對優勢被楚軍所敗，劉邦軍被逼至谷水、泗水一帶。
看著眼前勇猛過人的楚軍，被殺潰了的漢軍毫無斗志，自相踐踏，楚軍趁機斬殺漢軍及落水者達10萬余人。其余剩下的漢軍也是毫無退路，向彭城西南逃跑的過程中，被楚軍追至靈璧以東的濉水關邊，楚軍再次發動猛烈攻擊，漢軍毫無還手之力，又被消滅了10萬余人，其中被逼迫落入濉水被淹死的更是不計其數，以至于讓本來正常流淌的濉水都被漢軍的尸體所阻塞而不能流動。
史載：“濉水為之不流”，
而作為大軍首領的劉邦更是狼狽不堪，在坐著馬車逃跑的過程中，為了保命，甚至將自己的妻兒踢下車，導致妻子兒子以及他父親全被楚軍所俘獲。但就在劉邦本人要被楚軍俘獲之時，突然天昏地暗，風沙驟起，楚軍被吹得睜不開眼，劉邦趁此機會率數十人才得以突出重圍。
縱觀彭城一戰，劉邦以56萬絕對優勢的兵力卻敗于項羽的3萬大軍，究其原因，除了項羽的3萬騎兵作戰勇猛之外，項羽本人出色的指揮能力更是這場戰爭能夠取勝的主要因素之一，而對于掌握優勢兵力的劉邦來說，這場戰爭他之所以失敗，主要是因為對楚軍的判斷失誤以及他進入彭城后將重點放在了尋歡作樂上，沒有作出必要的軍事部署，
劉邦進入彭城后，令呂后的兄長周呂候駐軍于下邑，令樊噲繼續在魯地作戰，封彭越為魏相國，令其率領大軍進攻梁地，其余大軍則駐扎在彭城、蕭縣一帶。從劉邦的這番部署我們可以看出，盡管他給手下將領分工明確，卻唯獨沒有針對項羽進一步的反擊作出必要的軍事部署，沒有形成新的作戰方案和計劃，這為他在彭城之戰中的失敗埋下了伏筆，
而他本人作為大軍統帥，進城后更是忘乎所以，以為大功告成，將重點放在了項羽的“美人貨賂，置酒高會”上，每天喝酒慶功，把當年項羽從咸陽奪走的秦朝的財寶、美女全部收歸己有，而對即將到來的危險毫無察覺，對擁有重兵的項羽毫不理會。這不僅是他本人的松懈，更造成了他率領的幾十萬大軍心理上的松懈和戰備上的松弛，將士們一看他們的統領整日喝酒慶功，自然也就不會產生緊張心理。
因此，劉邦進城后的所作所為，導致本來在兵力上占據絕對優勢的漢軍失去了應有的戰斗力，在項羽騎兵的沖擊之下潰不成軍，很難組織起來，自然而然也就失敗了，
戰爭開始前，項羽率領大軍北上攻齊，造成都城空虛，劉邦敏銳地認識到，這是一次進攻楚國的最好機會，于是，他以“為義帝發喪”為名，聯合各路諸侯56萬人，分三路大軍對楚國都城彭城形成了合圍之勢，用了僅不到一個月的時間，便實現了預定的戰略目標，拿下了彭城。
毫無疑問，劉邦的能夠抓住機會大舉攻楚，這一點是極為正確的。但他卻忽略了一點，那就是未能認識到楚軍的重心在于項羽所率領的精銳騎兵，因此他將重點放在了奪取彭城之上，而沒有放在消滅楚軍主力上，導致他沒有充分預見到漢軍所受到的威脅，所以他即便能順利占領彭城，但僅僅只是占領一座城池而已，項羽的主力并未受到重創，劉邦后面面臨的反撲是必然的！
因此，漢軍所取得的勝利只是暫時的，不牢靠的。而事實也正如此，當項羽率領3萬精銳騎兵回救彭城時，漢軍毫無防備，被打了個措手不及，所以，從劉邦對局勢的判斷來看，漢軍后來的失敗也就不足為奇了。
項羽原本在彭城東北對齊作戰，按照正常的邏輯，回救彭城的最近路線是由北向南進攻，但項羽卻沒有按照正常進攻路線去救援彭城，而是反其道而行之，由城陽東北經魯、胡陵至蕭，走了一個反“s”形繞到了漢軍的側后方，切斷了漢軍的退路之后，項羽率領大軍由西向東猛攻，將漢軍堵在了彭城、谷水、泗水、濉水之間，漢軍組織混亂，進退兩難，在項羽騎兵的沖擊進攻下，幾乎全軍覆沒，
彭城之戰中，項羽僅以3萬騎兵的絕對劣勢，居然對數量上占據優勢的數十萬漢軍實施迂回的殲滅戰，并且取得了彭城反擊戰的決定性勝利，給了漢軍以毀滅性的打擊。能夠取得這一巨大的軍事成果，完全得益于項羽出色的軍事指揮能力以及靈活的用兵方略。
另外，項羽的3萬精銳騎兵也是楚軍能夠取得勝利的重要因素之一，因為彭城一帶地形平坦開闊，非常有利于騎兵的沖殺，能將騎兵的優勢發揮到最大，而反觀劉邦一方，主要以步兵為主，面對項羽騎兵迅雷不及掩耳之勢的沖擊，陣型大亂，難以組織有效的反擊，所以失敗也是必然的，
彭城之戰，是大陸歷史上著名的以少勝多的戰例，這場戰爭中，項羽在不利的形勢下，能夠作出正確的巨大判斷以及決策，迅速回兵奔襲，以少勝多，反敗為勝，一戰扭轉了之前所有的被動局面，使劉邦遭到了嚴重存折，其勇猛的作戰精神，值得我們所稱贊。
