漢王在固陵兵敗之時，采用了張良的計謀，征召韓信率兵在垓下與漢王會師。項羽一死，漢高祖劉邦就乘其不備奪取了韓信的軍權，改封韓信為楚王，定都下邳。
韓信到了楚國，召見當年給他飯吃的漂母，賞賜她千金。輪到了下鄉亭長時，隻賞給他一百錢，說：“你是個小人，做過好事，但有始無終。”又召見曾經侮辱過自己，讓他從胯下爬過去的少年，封他為中尉，並告訴他的將相說：“此人是位壯士。當初他侮辱我時，我寧可不去殺他；因為即使殺了他也不能揚名，故而就忍讓了下來，至今我才有這樣的成就。”
項王的逃亡將領鍾離眛家住在伊廬，素來與韓信交情很好。項王兵敗，鍾離眛投奔了韓信。漢王怨恨鍾離眛，聽說他在楚國，就下令讓楚王捕捉鍾離眛。韓信剛到楚國時，巡行各地縣邑，帶兵出入。有人告韓信想謀反，舉報的奏書到了漢王的手裏，漢王也覺得韓信是個隱患。於是采用陳平的計謀，假裝巡遊到雲夢地方，實際上想要襲擊韓信，韓信還不知道。
高祖將要到達楚國時，韓信打算起兵造反，但又想到自己是無罪的；想去進見漢王，又恐怕當場被抓起來。有人勸韓信說：“殺了鍾離眛去謁見漢王，漢王必定會很高興，您也就沒有禍患了。”韓信把此事與鍾離眛商量，鍾離眛說：“漢王之所以不攻取楚國，是由於我鍾離眛還在您這裏，如果您把我抓起來去獻媚漢王，我今天一死，您也隨即滅亡了。”並大罵韓信道：“你不是個忠厚長者！”結果就自殺而死。韓信拿著鍾離眛的首級到陳地去朝見漢王。高祖果然命令武士把韓信捆縛起來，放在後麵的車子上。韓信說：“果然像有人所說的，‘狡黠的兔子死了，出色的獵狗也就該烹殺了’。”漢王說：“有人告您謀反。”於是又給韓信戴上械具。回到洛陽以後，赦免了韓信，改封為淮陰侯。
韓信知道漢王嫉妒他的才能，就稱病不去朝見或跟從出行。韓信由此日益怨恨，在家中悶悶不樂，對與絳侯周勃、灌嬰這樣的人處於同等地位感到羞恥。韓信曾路過將軍樊噲家門，樊噲行跪拜禮迎送，並自稱為臣下，說：“不知大王竟肯光臨臣下的家門。”韓信出門後對部下笑著說：“想不到我這輩子竟要與樊噲為伍！”
漢王高興時與韓信談論諸將的才能高下。漢王問韓信說：“如果是我，能率領多少兵？”韓信說：“陛下最多也不能超過十萬。”漢王說：“如果是您，能率兵多少？”韓信說：“如果是我，則多多益善。”漢王笑道：“您既然多多益善，為什麼被我抓住呢？”韓信說：“陛下不能領兵，而善於駕馭將領，這就是我韓信被陛下抓住的緣故。況且陛下的權力是上天授予的，不是人力所能達到的。”
後來陳豨為代地相國去監察邊郡，臨行向韓信告辭。韓信拉著他的手，在庭院裏散步來回數次，仰天長歎地說：“您有話與我講嗎？我可有話想與您講。”陳豨接著說：“一切聽從將軍的命令。”韓信說：“您所管轄的地方，是天下精兵聚集之處，而你又是陛下親信得寵的大臣。如果有人說您謀反，陛下必定不會相信；如果再有人告您謀反，陛下就會產生懷疑；如果第三次有人告發，陛下一定會大怒而親自率軍來征討您。我為您在朝作內應，就可以圖謀天下了。”陳豨一向知道韓信的才能，也就相信他的話說：“一定聽從您的指教。”
漢高祖十年，陳豨果然起兵造反，漢高帝親自率軍前往征討，韓信稱病不去。韓信一方麵暗中派人到陳豨處聯絡，一方麵又與家臣謀劃，準備在黑夜假傳詔書赦免在官府服役的罪犯與奴隸，然後發兵襲擊呂後與太子。部署已定，正等待陳豨的消息的時候，韓信的門客因為得罪了韓信，韓信把他囚禁了起來，準備殺他。那個門客的弟弟就向呂後上書告發韓信謀反的意圖。呂後打算把韓信召來，又擔心韓信的黨羽不肯就範，於是與相國蕭何合謀，假裝說有人從皇帝那裏回來，聲稱陳豨已被殺死，群臣都進宮朝賀。相國蕭何就欺騙韓信說：“雖然您有病，但最好還是勉強去朝賀一下。”韓信一進到宮中，呂後就命令武士把韓信捆縛起來，在長樂宮中的鍾室裏把他殺了。韓信臨斬時說：“我當初沒有采用蒯通的計策，如今反而被婦人小子所欺騙，這豈不是天意嗎！”於是呂後誅滅了韓信的三族。
漢高祖平定了陳豨叛亂後回到了京城，聽到韓信已死的消息，又是歡喜又是悲哀，詢問說：“韓信死時說了些什麼？”呂後就把韓信死時說的話告訴了高祖。高祖說：“蒯通此人是齊國的辯士。”於是下詔捉拿蒯通，準備烹殺他。蒯通被抓後為自己辯解，高祖於是就釋放蒯通而沒有殺他。
四麵楚歌