彭城之战可以说是项羽的又一代表之作，也是大规模独立运用骑兵歼灭步兵的典范。
项羽
汉二年（公元前206年），在统一三秦之地，河南王申阳、韩王郑昌、常山王张耳先后归降刘邦。占领大片领土的刘邦没有急着攻击项羽，一方面利用祸水东引之际保证自己不攻击项羽，让项羽放心平定齐地叛乱。另一方面建都栎阳，设立汉朝社稷，派兵清扫陇西、北地等边地残存的三秦诸王旧部，积极对已占领土地进行巩固。
汉二年（公元前205年），【注：此时仍沿用秦纪年法，以十月为起始月】刘邦再次向东用兵，先后击败魏王魏豹、殷王司马卬。此时淮河以北除了彭城附近和燕王臧荼所控制的燕地和辽东之地外，已经尽被反楚力量所占据（赵地已经反楚）。刘邦认为灭楚的时机已经具备，于是经修武，由平阴津南渡黄河，抵达洛阳，昭告天下诸侯，以为义帝熊心复仇为由，誓师伐楚。同时用计说服赵相陈馀，赵王派陈馀带兵协助刘邦攻楚。
彭城之战局势
乘兴而去汉二年（公元前205年）四月，刘邦趁着项羽被齐国叛乱搅得焦头烂额，主力仍被田横拖在齐地，楚都彭城空虚之际。于是刘邦兴冲冲的率领常山王张耳、河南王申阳、韩王郑昌、魏王魏豹、殷王司马卬五诸侯的军队共计56万（《项羽本纪》记载），突然攻入西楚境内，直取西楚都城彭城。彭城之战就此爆发。
刘邦令萧何镇守栎阳，负责筹集物资，自渭水、黄河顺流而下补给军队。令韩信继续围攻废丘的章邯（同年六月章邯被灭）。
刘邦本人则亲自率领大军兵分三路攻向彭城。北路为曹参、周勃、樊哙、灌婴及赵军等部，由朝歌经定陶、胡陵，出肖县、彭城；南路为薛欧、王吸、王陵等部，由宛经叶县、阳夏，出彭城；刘邦亲率夏侯婴、卢绾、靳歙、司马欣、董翳和殷王司马印、常山王张耳、河南王申阳、韩王信（与韩信同名）、魏王豹等诸侯军为中路军，张良为军师，陈平为参乘，由洛阳经雍丘、睢阳出彭城。大军进抵外黄，彭越率军三万前来会师 ，刘邦命他继续袭扰梁地，掩护汉军侧背。
刘邦进军路线
面对刘邦的突然犯境，项羽选择了优先平定齐国的叛乱，打算平乱之后再乘胜迎击刘邦。
却不想刘邦军队的进军速度极快，迅速击败各地守军后攻到了彭城之下。而彭城此时缺兵少将、极度空虚，刘邦几乎没费多大力气便攻破了彭城。
刘邦防御布置图
攻破彭城后，刘邦一面令大舅哥吕泽驻军下邑，同时拜彭越为魏相进驻梁地。又令樊哙北攻邹鲁、瑕丘、薛，令其率军在今山东峄县、枣庄、邹县、曲阜、滋阳一带驻守，掩护彭城安全。
败兴而归布置完毕，刘邦自认彭城已是如铁桶一般。在刘邦看来，后方尽失的项羽已经大势而去，毕竟此时项羽已经陷入了腹背受敌的不利境地，且后方尽失，齐地的军队成了孤军。
于是刘邦安心在楚宫住下，将项羽从咸阳带回的美女和金银财宝统统搂了过来，每天开酒会，玩的那叫一个不亦乐乎。
得知刘邦已经攻破了楚都彭城，项羽大吃一惊，不过与刘邦此时不将项羽放在眼里一样，项羽估计还是没将亭长出身的刘邦当回事，认为刘邦那56万大军不过是乌合之众。于是留下众将继续讨伐田横外，自己亲率3万精锐骑兵，回救彭城。
项羽回军路线
不得不说，项羽的军事才能的确出众。在鲁瑕丘击破樊哙等军后，得知了刘邦的防御措施，迅速找到突破口，利用骑兵行军迅速的特点，绕过刘邦的防御阵地。利用夜色掩护绕到彭城以西，于次日拂晓自西向东对刘邦发动猛攻。
面对背后突然出现的项羽军队，汉军防备不急，果然成了乌合之众，并未组织有效的抵抗，乱成一团，仅彭城一战，汉军就因自相践踏和楚军斩杀损失了10余万人。
刘邦大败西逃，项羽自后追击，双方在谷水、泗水之地再次大战，刘邦的军队再次一触即溃，被楚军斩杀、落水淹死的又是十余万。
刘邦败退逃亡路线
刘邦继续向南退走，想利用彭城以南的吕梁山进行抵抗，却因项羽追击甚急不能立足，又被击毙数万。
追至灵璧以东的睢水，双方再次交战，汉军再次被斩杀10余万。刘邦军慌忙逃入睢水，溺死者不计其数。
项羽此时将刘邦及其残部围困起来，正待围歼之际。正在这个时候，狂风从西北方向刮起，摧折树木，掀毁房舍，飞沙走石，刮得天昏地暗，白天变成了黑夜，向着楚军迎面扑来。楚军大乱，队阵崩溃，这样，汉王才得以带领几十名骑兵慌忙逃离战场。（《项羽本纪》记载，我估计刘邦可能是丢下军队自己跑了）
刘盈
刘邦在逃亡之际令人往沛县寻找家人，却因项羽追缴甚急，只找到了儿子刘盈。项羽则派人到沛县，将刘邦的父亲、妻子全部抓获。刘邦偷偷抄小路跑到下邑的吕泽军中，与吕泽一起向西撤退，并沿途收拢败军，而萧何也带领关中援军赶来增援，刘邦一直撤退到荥阳南部的京邑、索邑附近再次被项羽追上，这一次刘邦的军队终于打败了楚军，项羽终究没能击杀刘邦。
此役汉军元气大伤，几乎全军覆没，依附于刘邦的诸侯纷纷背汉投楚。刘邦只好收集残部，退守荥阳（今河南荥阳东北古荥镇）。楚汉之间的争斗从此变得更为剧烈残酷。
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