近一年的相持，楚軍攻占了滎陽、成皋。劉邦雖退出了成皋，但軍力未損。不久，又得到了關內的補給、北翼的兵力，謀臣們又為他完善了戰略布局。他又兵取成皋，從而由戰略防禦，轉向了戰略反攻。劉邦離開成皋，渡河往北，來到修武(今河南獲嘉縣)境內，欲投韓信、張耳軍。
韓信自平燕趙後，本欲東往伐齊，因怕走後生亂，乃與張耳駐軍修武(今河南獲嘉縣修武),邊四處剿撫，邊整訓兵馬。
劉邦在修武住了一宵，翌日清晨，便與夏侯嬰來到韓信、張耳營中。
這時，營兵方起，門衛不識劉邦，豈肯放入。劉邦自稱漢使，說有緊急軍情需麵報大將軍。門守聞有王命，不敢再阻，隻說大將軍還未起床，請入營待報。
劉邦進入軍營，直奔中軍帳。中軍護衛有的認識劉邦，忙上前行禮。劉邦令其不許聲張，徑直步入韓信臥室，見韓信仍熟睡未醒，床旁案上，放著將印兵符。劉邦當即走過去，取在手中，然後退出室外，傳令升帳。
營中諸將都以為是韓信點兵，趕來參謁，及進入大帳，見是劉邦，都感驚愕，慌忙依禮下拜。
劉邦見諸將到齊，遂發將令，一一遣出。爾後，靜等韓信、張耳來見。韓信、張耳直到此時方被部下喚醒，趕緊整衣進見，伏地請罪道：“不知大王駕到，未能遠迎，請王恕罪!\"
劉邦看二人狼狽如此，不禁笑道：“大罪沒有，但軍營如此鬆懈，應引為戒。現天已大明，你二人仍高臥未醒，如有敵來犯，如何迎戰?且將印兵符如此重要之物，亂置案上，如有奸細竊走，你又如何?”
韓、張二人被責，滿臉羞慚，無言以對。劉邦又道：“我本願韓將軍引兵伐齊，然後會師攻楚。今將軍留此不往，不知為何?”
韓信答道：“趙地初定，人心難測，若移兵伐齊，恐趙人生亂，雖有張耳駐守，怕兵力單薄，難以支持，如此，前有齊阻，後有趙攔，我軍處於背腹受敵之境。為此，臣擬先穩燕趙，借機也使我軍得以休整，然後再舉兵東進。現大王駕到，正好於此陳兵，伺機收複成皋，臣則引兵東進，借大王之力，一鼓平齊，也好盡快會師攻楚。\"
劉邦聞計心喜，遂令張耳率本部人馬鎮守趙都，又拜韓信為相國，令他收編原趙兵馬，東往攻齊，而修武駐軍留歸自己。韓、張聞命，不敢有違，隻好擇日辭行，各行其事。
八月，原成皋人馬先後到達修武，漢軍聲勢又振。劉邦一麵派得力大將引兵前往鞏縣(今河南鞏縣),以阻楚軍西進；一麵整頓大軍，臨河紮營，尋機往攻楚軍。
劉邦帳下有一郎中，姓鄭名忠，感劉邦如此戰法，絕難取勝，於是往說劉邦道：“楚軍新取滎陽、成皋，士氣正旺，但又孤軍西進，糧草供給十分困難。所以，大王一麵高壘深塹固守，不與戰，以避楚軍銳氣；一麵遣一支人馬，入楚地，助彭越，攻城池，斷糧道，使楚軍人無食，馬無料，不戰自亂，到那時，再進擊不遲。”
劉邦從其計，下令各部，憑險固守，不得出戰，違令者斬。又派劉賈、盧綰，領騎兵數百、步卒二萬，往助彭越。
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劉賈，盧綰二人奉命，引人馬從白馬津(今河南滑縣東北)渡河，潛入楚地，支援彭越，攻取城池，截斷糧道。
彭越往來梁楚，已有數年之久，了解楚軍輜重，大部屯積燕(今河南延津縣東北)西，以往力單，一直未敢攻取，今有劉賈、盧綰人馬相助，決定夜擊燕西庫。
燕西為楚重要補給基地，連綿數十裏，除糧草外，還存有兵器、甲胄、車輛等物。因是軍庫要地，有楚重兵防守。
夜深人靜，彭越、劉賈、盧綰率領人馬已將燕西庫悄悄圍住，並分別派人扮作楚兵模樣潛入庫區，四處放起火來，一時間火光衝天，映得滿地皆紅。楚兵從夢中驚醒，正欲救火，又聞殺聲四起，還沒弄清情況，便被漢軍衝殺得四處逃散。庫內物資，除被漢軍運走部分外，大部全被焚毀。
燕西庫被焚，驚動了西楚，彭越乘勢奪還梁地，連下睢陽(今河南商丘市南)、外黃等十七城。
九月，燕西被焚掠的消息傳到成皋，項羽知道，後方不寧，前方難以取勝，決定領兵回剿彭越、劉賈、盧綰。他召來大司馬曹咎叮囑道：“彭越又劫我軍糧，取我城池，異常猖獗，我欲引兵回剿此賊。將軍留守成皋，切勿出戰，隻要阻住劉邦，使他不能東來，便是有功。我十五日內，定可平定梁地，再來與將軍相會。請將軍切記我言?”
項羽恐曹咎一人力單，又留下司馬欣相助，然後引兵東歸。
鄭忠計成，項羽東返，張良、陳平、酈食其正欲勸劉邦進兵。不料，劉邦有放棄滎陽、成皋，回守鞏縣、洛陽(今河南洛陽市東北)的想法。眾人聽說，忙往諫劉邦。酈食其搶先說：“聞王欲退守鞏洛，臣以為不可。古來君以民為本，民以食為天。敖倉建成已久，儲粟甚多，今楚兵既已取滎陽，卻不知進據敖倉，而分兵守成皋，這正是上天助漢，不欲絕我民命，方今，
楚軍輜重被彭越、劉賈、盧綰所截，項王回軍梁地，這正是攻取楚軍之機，而大王卻欲回守鞏洛，自失時機，臣以為萬不可行。而且，兩雄不並立，楚、漢相持已一年有餘，海內動蕩，民心未定。願大王乘此良機，迅速進兵，收取滎陽，據敖倉之粟，塞成皋之險，控太行之山，距蜚狐口，守白馬津，然後與楚決戰，天下歸漢必矣。”
酈食其這一席話，說得劉邦心服口服，決計複出敖倉，與楚再戰。
酈食其見劉邦從其計，又諫道：“方今，燕、趙已定，唯齊未下。田氏宗族，東有泰山和大海，北有濟水，西有濁河，南又與楚接鄰，且齊人又多詐，所以足下雖派了幾萬人馬，短時間內也難平定。為免動幹戈，臣請命往說齊王，使其歸順，成漢東藩。”
劉邦連聲稱善，當即命酈食其出使齊國。
漢高帝四年(前203)十月，劉邦見時機成熟，遂領兵渡過黃河，於汜水(發源河南鞏縣東南，流經成皋城東，往北注入黃河)岸邊紮下大營，欲複取成皋。
一連數日，漢兵渡水前往成皋城下挑戰，但城內曹咎依項羽之囑，緊閉城門，固守不出戰。
劉邦得知，召來張良、陳平商議對策。張良說：“現項羽東歸未返，應速取成皋。臣聞曹咎性情暴躁，不如用激將之法，誘其出戰，再設下伏兵，見機擒他。”
劉邦、陳平認為此計甚好，遂下令準備。
第二天，劉邦調兵遣將，在汜水左右埋下伏兵，又令一支人馬近逼城下，高聲辱罵，句句不堪入耳。
城內曹咎見此大怒，欲開城廝殺。司馬欣連忙勸住，提醒他不要忘了項王之囑，曹咎隻得勉強忍住。
轉日，天剛亮，漢兵又來到城下，人數更多，罵聲更高，且扯出不少白布幡，上畫曹咎、司馬欣像，並注有姓名，將其立在地上，然後，箭射槍戳，齊聲喧嘩，就像真殺曹咎、司馬欣一般。
曹咎登城俯望，氣得雙目冒火，怒氣滿胸，一聲令下，召集人馬，殺出城來。司馬欣攔阻不及，也隻好跟隨曹咎一同出城。
漢軍見楚軍突然殺出城來，慌忙拋棄衣甲旗幟，往回就逃，及至汜水，紛紛鳧水遁去。
曹咎、司馬欣領兵追到汜水邊，見漢兵從水中逃去，隻當漢軍不堪一擊，遂趨兵下水，往追漢軍。
楚軍方渡一半，忽然兩岸鼓角齊鳴，左岸樊噲，右岸靳歙，各統大隊漢軍殺來。這時，曹咎在水中，司馬欣在岸上，二人無法相顧，隻得各自為戰。
司馬欣想收集岸上人馬，退回成皋，但漢軍已從三麵殺到。楚軍慌亂應戰，死傷甚多，不少仍被逼進汜水中。
曹咎在水中，進退兩難，本想指揮水中楚軍拚命往前，登岸後與漢軍決一死戰。不料，一聲鑼響，岸上湧出無數漢軍弓箭手，不得已又招兵回渡。
岸上漢軍，見曹咎回撤，遂齊聲喝道：“曹咎哪裏逃?”
隨著喊聲，萬箭齊發，水中楚兵多被射死。曹咎也身中數箭，自知性命難逃，遂長歎一聲：“如遵項王之囑，哪有今日之敗?”拔劍自刎而亡。
司馬欣率領殘兵，本想殺出一條血路，衝出重圍，但他不是樊噲的對手，沒戰多久，就被砍傷多處，自知難以脫身，及聞曹咎戰死，也舉槍自刺，斷喉而死。
曹咎全軍覆滅，漢軍大獲全勝。劉邦渡過汜水，再取成皋城。成皋之戰，是楚漢戰爭中有重要意義的一戰。此戰，使楚強漢弱的形勢發生了根本的變化；此戰，使劉邦奪回了滎陽、成皋一線的主動權，由戰略防禦轉向了戰略進攻；此戰以後，漢軍逐步完成了對楚軍的戰略包圍，為楚漢決戰打下了基礎。
劉邦進入成皋後，安撫百姓，獎賞有功將士。又派出一支人馬，入據敖倉，運糧以供軍餉。
數日後，漢主領兵入據廣武山，依險紮營，以阻項羽回軍。
項羽自回軍東返，彭越、劉賈、盧綰自知不敵，為保存軍力，一退再退，在半個月的時間內，又把所取十七城拱手讓給了項羽。
這時，已秋去冬來，按秦時舊製，又要過年了，項羽暫時駐軍睢陽，準備年後西返成皋。一日，正在帳中開懷賜飲，忽接探馬來報，說成皋已失，曹咎、司馬欣皆自殺身亡。項羽聞訊，已無心過節，立即命鍾離昧領軍先行，自統大軍隨後，星夜不停，西返成皋。
劉邦聞楚軍西返，遂派兵將鍾離昧圍於滎陽東。鍾離昧人馬疲憊，且兵少將寡，正感不支，可巧項羽領兵殺到，方將漢軍擊退，救出鍾離昧，進逼廣武，與漢軍夾澗屯軍。
廣武，本為山名，在滎陽東北約二十裏處。此山東連滎澤，西接汜水，地勢非常險阻。山中有一道澗水流過，名叫廣武。澗水兩傍各有一個山峰，兩峰相距約有二百步。
西邊山峰上，劉邦依澗築起了堅固的城堡，雉堞上旌旗飛舞，矛戈林立，中間大旗上寫著鬥大的“漢”字。在東邊峰頭上，項羽也建起了石壘，與漢相拒，堅固的壘牆上，也是甲胃生輝，刀槍排列，豎起的大旗上寫著個大大“楚”字。
兩軍相距雖近，但因地勢險阻，不便發動進攻，隻得隔澗對峙。
俗話說，兵馬未動，糧草先行。漢軍糧草來自敖倉，所以日日接濟，連綿不斷，不怕時長日久。
楚軍給養來自腹地，燕西已被彭越焚毀，糧草供應，日益困難，且後方還不斷受到漢軍侵擾，項羽苦思良策，如何擺脫這種困境呢?
這日清晨，漢兵發現對麵楚軍城內，正忙忙碌碌地築起一座高台。他們疑惑不定，遂緊密注視。
高台築好，項羽在眾將的簇擁下，親自將劉邦之父劉太公押上高台，站定之後，大喝一聲：“請劉邦說話?”
漢兵見此，忙報知劉邦。劉邦在張良、樊噲的陪同下，登上城牆，一眼看到了對麵被捆綁的父親，不禁大驚失色。
項羽見到對麵劉邦，用手一指太公，厲聲呼道：“劉邦聽清!如你不快快投降，我將烹食你父。”
漢軍聞言大驚。他們都知道項羽殺人如麻，說到做到，但將如何行動，把目光都投向了劉邦。
劉邦一時也無計可出，連聲歎道：“這……這如何是好?”
張良在旁說道：“大王勿驚!此乃一計。他一時無法勝我，特用太公脅迫於大王。”
劉邦道：“他若真烹我父，我將如何為人?”
張良搖頭道：“我看不會，即使如此，項伯已與大王結為姻親，定會出來諫阻。”劉邦聞言心想：“我為人子，應盡孝道，但也不能為了救父而把天下拱手讓給項羽。”他又想到和項羽結義之事，遂思：先用此事搪塞一下，老父性命如何，就由上天來定吧!
決心已經拿定，劉邦神情冷靜下來，他向前跨出幾步，兩眼注視項羽，大聲說道：“我與你同事義帝，早已結成兄弟，依此而言，我父就是你父，今日你如果烹你父，就請分我一杯羹吃。”
兩軍將士聞言，最初一愣，隨後偷笑不已。
項羽聞言，頓時語塞，氣得麵皮發紫，用手一指劉邦，隻說了一個字：“你……”就再也說不下去了，抽出寶劍，欲斬太公。
身旁項伯急忙勸道：“天下事尚未可知，還望不要做得過甚，況爭奪天下，往往不顧家族，今殺一人之父，又有何益處?多惹人仇恨罷了。”
項羽遂令將劉太公押回，軟禁起來。