十二月，汉兵合围项羽于垓下。项羽夜间听到四面都是楚歌，知道汉兵已经完全控制了楚兵周围阵地，就率数百骑弃营突围，楚军无主而大败。
灌婴追斩项羽于东城。楚地完全平定，惟独鲁地不降。汉王率领大军想进行毁灭性的攻击，但被该地将士为项羽守节持义所感动，就停止进攻，只将项羽首级悬示以告知鲁地的父兄，鲁地乃降。原先，怀王封项羽为鲁公，项羽死后，鲁地又为之坚守，因此就以鲁公的仪式葬项羽于济北谷城。汉王为项羽发表讣告，并到灵前哀悼。汉王封项伯等四人为列侯，赐姓为刘。外地百姓被裹胁到楚地的都遣返原籍。汉王回师到定陶，以迅雷不及掩耳之势进入韩信军营，削夺了
韩信的兵权。原先曾是项羽所立的临江王共敖已死，其子尉继位为王，不肯投降。汉王派卢绾、刘贾征临江王尉。汉高祖六年春正月，汉王追尊其兄伯号为武哀侯。他下令说：“楚地已经平定，义帝无有后代，想安抚楚地民众，就另定楚地之主。齐王韩信了解楚地风土人情，现改立为楚王。
统辖淮北地区，都于下邳。魏相国建城侯彭越关心魏民，爱护士卒，经常以少击众，几次打败楚军，就将魏故地赐为他的封地，号为梁王，都于定陶。”在令中又说：“战争已连续八年，给人民造成严重的灾难，今日天下已经统一安定。除已决死刑外的囚犯都一律赦免。”
此时诸侯向汉王上奏：“楚王韩信、韩王信、淮南王英布、梁王彭越、原衡山王吴芮、赵王张敖。燕王臧荼诚惶诚恐冒死上书，大王陛下：以往秦朝无道，神人共行诛讨。大王首先俘虏秦王子婴，平定关中，功劳盖于天下。存亡定危，救败继绝，以安定万民，功高德厚。同时又施加恩惠于各个有功的侯王，对他们裂土分封。现在各侯王封地及名分已定，而和大王同称王号，没有尊卑之别，如此则大王显著的高功盛德，就不能宣明于后世。因此臣等冒死再拜请上皇帝尊号。”汉王辞谢道：“寡人常闻帝号归于圣贤所有，名不副实的名号，是不应取得的。今日诸位侯王都推举寡人称帝，寡人怎能领受得起？”诸位侯王都禀道：“大王崛起于民间，消灭乱秦，威震海内。后来又以巴蜀偏僻之区为基地，从汉中推行威德，诛讨不义，封立有功，平定海内，功臣都得到封地与食邑，一律论功行赏。大王的恩德遍于四海，其他侯王都不能与之媲美，尊为皇帝是名实相副，愿大王能满足天下臣民的愿望。”汉王说：“诸位侯王如果说寡人称帝有利天下人民的话，那寡人就认可了。”于是各位侯王及太尉长安侯卢绾等三百人，与博士稷嗣君叔孙通谨择吉日二月初三日，上皇帝尊号，汉王即皇帝位于汜水以北的济阴。尊吕后为皇后，太子为皇太子，追赠已去世的母亲为昭灵夫人。
汉高祖下诏说：“原衡山王吴芮与子二人，侄子一人，从百粤之区起兵，以支持诸侯，诛灭暴秦，立有大功。诸侯立他为王。后被项羽侵夺其土地，降称为番君。现在以长沙、豫章、象林、桂郡、南海等地为他的封地，立番君吴芮为长沙王。”诏书又说：“前粤王亡诸一直继承粤祀，秦朝夺去了他的土地，使粤的祖先祭祀无人。诸侯伐秦，亡诸亲率闽中士卒以助灭秦义举，项羽废而不立。今以亡诸为闽粤王，闽中归其统辖不使失其旧职。”
汉高祖乃西都洛阳。夏五月，士卒都复员回家。皇帝下诏说：“诸侯之子弟在关中的，免除十二年赋役，已归还原籍的，免除六年赋役。以前有的百姓聚逃于山泽之中以避秦乱，未列入户籍，现在天下已定，可以各归本里，恢复原有的爵级与土地房屋，各地官吏要按照法令来晓喻义理，不得强迫侮辱。百姓中因饥饿自卖为他人奴隶婢女的，都免其奴婢身份而为平民。前秦的军吏士卒一律免罪，其中没有助秦之罪而无爵级或原爵级不满大夫的，都赐爵为大夫，原有大夫的爵级的各加一级。其中七大夫以上的都赐给收取赋税的食邑。爵级在七大夫以下的，都免除本人及家庭的赋税，不服徭役。”
诏书又说：“七大夫、公乘，都是高的爵级。诸侯子弟及从军复员的，有很多高爵，我已经多次指示主管的官吏先分给他们的田宅，他们对主管官吏所提出的正当要求，要迅速解决。有爵级的与有食邑的主人，都是皇帝所尊重的，有的人多次请求办事官吏解决问题，却仍然得不到妥善处理，这是不正常的。往日秦朝的人爵级在七大夫以上的，与县令平起平坐。现在我对于爵级也看得不轻，有些官吏怎能对爵级如此不尊重！何况明文规定按功劳付予田宅，今日有些小小官吏毫无军功却先满足自己，而有功的反而不能得到，违背公法而谋取私利，这是郡守、郡尉、县令教育管理不善所致。要指示办事官吏尊重有高爵级的人，不要有负我的厚望。还应进行检查，对不按照我的旨意办事的人定要予以重惩。”
