第二天，刘邦只带领100马队，同张良、樊哙等几员将领来到鸿门，拜见项羽。项羽设席接待刘邦，一同退席的另有项伯、范增和张良。固然刘邦已经获得项羽谅解，但是，宴席上的氛围仍然非常严峻。范增几次举起所佩的玉玦向项羽表示，要他命令杀死刘邦，项羽都沉默不动。因而，范增招来武将项庄，暗嘱他以舞剑为名，在宴席上刺死刘邦。项庄当即进入军帐，舞起剑来。在这千钧一发的时候，项伯也拔剑起舞，几次挡住了项庄刺来的剑，庇护刘邦。张良见情势告急，也当即召樊哙持剑握盾突入军帐。樊哙瞋目站在项羽劈面，因为过分气愤，他的头发都竖了起来，眼角也张裂流着鲜血。当项羽问明他便是刘邦的卫士樊哙时，不尽奖饰说：“真是懦夫啊!”并赏赐给樊哙一斗酒和一只生猪腿。樊哙一面喝酒，大口吞下生猪腿，一面陈述刘邦的功绩，指出要殛毙刘邦是走秦朝的老路。在樊哙义正词严地指责下，项羽哑口无言，只好说：“将军请坐。”刘邦乘此机遇，假说上厕所，溜出军帐，骑上马返回灞上。
这就是汗青上闻名的“鸿门宴”。故事中“项庄舞剑，其意常在沛公(刘邦)”的情节，也成为人们常常利用的典故。
公元前203年秋，项羽兵疲粮绝，被迫与刘邦达成和议，平分天下，以鸿沟(今河南荥阳)为界，以西归汉，以东归楚。项羽偿还了刘邦的父亲和老婆。
为了颠覆秦朝统治，叛逆兵作出决定，由刘邦领兵向西略地入关，项羽往北救赵入关，并且商定“先入定关中者王之”。因为刘邦军纪严明，“所过毋得掠掳”，又采纳了拉拢秦将约其降的目标，很快崩溃了秦军，没有碰到大的抵当，就攻陷了咸阳。秦王子婴投降，秦朝灭亡。今后，刘邦听了张良、樊哙的奉劝，“封秦重宝财物府库”，还军灞上，又除秦苛法，“与父老约法三章”，规定“杀人者死，伤人及盗抵罪”。刘邦的一套体例，遭到了关中群众的拥戴，“秦民大喜，辩论牛羊酒食献飨军士”。刘邦又直言回绝：“堆栈里的粮食很多，并不贫乏粮饷，不要秦民再操心。”这更使得大师欢畅，都唯恐刘邦不为秦王。