项羽马不停蹄，终于赶到咸陽城外的鸿门（今陕西西安临潼区新丰镇鸿门堡村），和驻扎在灞上的刘邦遥遥相对。正在这时，刘邦军中的一个中级将领跑来向项羽告密，说刘邦有心称王，还不准部下杀死秦王子婴。项羽一听就火冒三丈，扬言一定要抓住刘邦。范增也在一旁添油加醋，项羽越发盛怒，决定第二天就发兵攻打刘邦的军队。
消息很快传遍楚军的阵营，有一个人慌了，他是项羽的叔父，名叫项伯。项伯和刘邦的谋士张良交情匪浅，曾经受过张良的救命之恩，听到项羽要攻打刘邦之后，项伯担心张良的安危，便在晚上偷偷骑马跑去找张良，要他快点逃命。张良却说自己要保护刘邦，他想了想，决定把项伯带去见刘邦。等刘邦听了张良说了事情的全部经过之后，他吓得面无血色，再三向项伯表示自己没有称王的野心，只是受了小人的调唆做了些让项羽误会的事情。刘邦知道一旦开战，自己肯定会败在项羽的手下，不如先得到项伯的帮助，说不定有转圜的余地。于是刘邦恭敬地称呼项伯为兄长，还相约两人为儿女亲家，言辞之中满是对项伯的敬意和对项羽的称赞。项伯一看刘邦态度诚恳，就答应回去劝阻项羽出兵，并叮嘱刘邦明天务必亲自前来拜见项羽。
第二天一早，刘邦就带着亲随和一些士兵来到鸿门，他把士兵留在阵营外，只和亲随走进军营。项羽还没来得及发兵，看到刘邦后感到有些意外，但又不好发怒，遂请众人入营帐，吩咐侍从端上酒和食物。刘邦在席上态度谦和地把攻占咸陽的目的告诉了项羽，说自己是在为后来的部队扫清障碍，请项羽不要听信小人谗言。这一番话说得项羽心生愧疚，觉得自己对刘邦误会太深，加上叔父项伯在一旁替刘邦说好话，项羽更加觉得过意不去，杀刘邦的想法也渐渐淡忘了。但范增不时在旁边做出各种动作来提醒项羽不要忘记当初的决定，可是项羽没有理会他。范增急得很，他找了个空子离开酒席，在外面拦住项羽的堂弟项庄，想让项庄进去假装敬酒舞剑，趁机把刘邦刺死。项庄答应之后就钻进营帐，二话不说拿起一杯酒便对着刘邦一口喝完，然后请示项羽，希望能给沛公舞一段剑。项羽高兴地同意了。于是项庄拔出佩剑左右起舞，慢慢地朝沛公逼近，项伯一眼就明白项庄的真实意图是想刺杀刘邦，因此他也抽出佩剑和项庄对舞起来，每一次项庄想借机刺向刘邦的时候，项伯都用自己的身体挡住了。
刘邦眼看席上气氛紧张，心里不由得生出几分害怕，但他表面上装作没事人一样，只是不敢喝得太多。张良看到项庄剑剑都冲着刘邦，知道这次凶多吉少，他寻了个空隙出了营帐，找到等候在外的樊哙，把眼下危机的情势说给樊哙听，樊哙立刻冲进营中，横眉怒对项羽。项羽以为他是来挑起事端的，正准备发难，张良及时赶来，向项羽说明这个人只是刘邦的车夫。项羽放下了防备，并赏给樊哙一碗酒和一只半生不熟的猪肘子。樊哙也不在乎，直接坐在地上，用剑切下一片片肉送到嘴里。吃完后，樊哙一抹嘴，先谢过项羽的款待，然后指责项羽忘恩负义，不顾沛公的好意，反而怀疑他；楚怀王在西征之前就曾说过“谁先进入关中，谁就当关中王”，沛公若是称王，哪会放着满仓满室的金银珠宝不要，还把军队退到灞上，等候诸侯国军队的到来？要是项王借故为难沛公的话，又和残暴的秦朝统治者有什么两样呢？
项羽听了樊哙的话，不知该如何回答。
樊哙坐下后没多久，刘邦就借上厕所的机会跑了出来，张良和樊哙随后也跟着走出来，张良建议刘邦趁机回到灞上，由他留下来和项羽周旋。刘邦这次本来带了两件礼物，一直没有献出来，他索性把礼物也留给张良，请张良代为献给项羽和范增，然后他便在樊哙和几位随从的陪同之下骑马赶回自己的军营。
张良估计沛公离灞上不远了，这才慢悠悠地走进营帐，项羽眼见刘邦没回来，很吃惊地问怎么回事。张良推说刘邦喝醉了酒，怕在项王面前失态，就先回去了，并说这次来之前准备了两份礼物，白璧一对献给项王，玉斗一对献给亚父（项羽对范增的尊称）。
范增听了张良的话，气得拔剑就朝玉斗劈去，玉斗掉在地上成了碎片。想到项羽的心慈手软，范增在心里哀叹：日后必将被刘邦赶尽杀绝。
刘邦依靠自己的沉着冷静和他人的帮助，从项羽手中捡回了一条命，也更加坚定了以后要消灭项羽、夺取天下的想法。项羽随后不久便占领咸陽，但他没有和刘邦一样安抚百姓，而是把秦王子婴和几乎所有王公贵族、文武大臣都杀死了，楚军还在宫殿里大肆抢夺珍宝和美女，项羽甚至下令火烧秦宫，大火足足燃烧了几天几夜。随后项羽尊楚怀王为义帝，把参与反秦战争的各位将军封为诸侯王，其中刘邦被封为汉王，英布被封为九江王。每个诸侯王划分一块势力范围，总共有十八位诸侯王。项羽自封西楚霸王，立都彭城，为诸侯王之首。