与此同时，夺取了韩信兵权的刘邦，也兵临黄河以北，与巩县汉军横跨黄河互为犄角。
刘邦得知巩县汉军挡住了项羽，而自己手中又有从韩信处调来的兵马，不愿龟缩于荥阳以西的刘邦，便想要率兵南下与项羽再战。
在与麾下将领商议出兵策略时，郎中郑中却表示，如今汉军不过是凭借地利挡住了楚军，如果与楚军野战未必便能占据上风，若是手中这支军队再有失，想要重振军威可不容易。因此，建议刘邦还是高垒深堑与楚军对峙。
刘邦采纳了郑忠建议，继续驻军于黄河以北，并派使者前往燕国，请燕王臧荼出兵相助，臧荼于是派燕将温疥与昭涉率兵助汉。同时，刘邦又想起了辕生的建议，便令卢绾、刘贾率军两万、骑兵数百东进，自白马津南渡黄河，联手彭越再度袭扰楚军粮道，迫使楚军分兵。
卢绾率军与彭越会合后，率军深入砀郡，接连攻克陈留、睢阳、外黄等十七城，导致西楚与荥阳前线楚军的联系几乎完全被切断，而且焚毁了楚军囤积的大量粮草。
对于前线的二十余万楚军来说，每天的粮草消耗都极为庞大，因此当项羽得知粮道遭到切断的消息后，不得不再度率军回援，留大司马曹咎率兵驻守成皋、钟离眜驻守荥阳。
鉴于此前自己率军东返后成皋失守的教训，项羽临行前，特意叮嘱曹咎，“只需严守成皋，如果汉军前来挑战，千万不要出城交战，只要不让汉军经成皋向东进军便可以了。待我十五日内平定梁地后，再回来统领大军。”
汉四年（前204年）十月，刘邦得知项羽率军东返后，率军南渡黄河，与巩县的汉军会合。
此时，虽然项羽已经率军东返，但鉴于荥阳周边地势太过平坦，汉军于此作战屡屡陷入困境，刘邦便打算放弃成皋以东地区，屯兵于巩县、洛阳地区，利用地形优势与楚军对抗。
郦食其得知刘邦的想法后，进言劝道，“臣闻知天之天者，王事可成；不知天之天者，王事不可成。王者以民为天，而民以食为天。敖仓作为屯粮重地，天下向此转运粮食已经很久了，因此囤积了大量粮草。楚军攻克了荥阳，分兵驻守成皋，却不坚守敖仓，反而依靠楚国境内的粮草运输，这简直就是上天要把这些粮草资助给汉军。如今项羽率军东返，前线楚军很容易击败，我们却反而要退守，将到手的利益扔出去，这么做显然不对。
更何况，两强不能并立，楚汉两国僵持不下，百姓骚动不安，全国混乱动荡，农夫停耕、工女停织，大家都在驻足观望，民心尚无所属。臣建议大王应该再次进军，收复荥阳，据敖仓之粟，塞成皋之险，堵太行之道，距蜚狐之口﹐守白马之津，让诸侯们看清天下形势，天下百姓也就知道该归顺于哪一方了。
如今燕国、赵国都已经平定，只有齐国还没有攻下来。现在田广占据千里之齐，田间统率二十万之众，大军屯于历城，宗族戍守疆土，他们背靠大海，又凭借着黄河、济水的阻隔，南面则与楚国相邻，人心狡诈多变，即便是率领数十万军队，也不是短期内可以攻克的。因此，我请求大王命我前去游说齐王，让他归汉成为属国。”
刘邦听罢，认为郦食其说的确实很有道理，敖仓粮草之丰足他早已心知肚明，如果将之让给楚国，自己切断粮道之举还有什么意义。况且，齐国地广物丰、兵精粮足，当初项羽猛攻数月都没能拿下，让韩信以招募的新军去攻打，确实没有把握，于是便同意了郦食其之请，命其前去游说齐国，使其背楚归汉，共同夹击楚国。
在派郦食其出使齐国的同时，刘邦开始率兵东进攻打成皋，而曹咎则按照项羽的军令谨守城池。刘邦见曹咎拒不出战，却也不率军攻城，而是不断派人在城外辱骂城内楚军和项羽，接连辱骂了五六天。
曹咎面对汉军的辱骂，实在忍无可忍，于是领兵出战，准备渡过汜水攻打刘邦，刘邦则待楚军半渡而击之，楚军大败，彭城之战后投降项羽的董翳、司马欣和大司马曹咎皆自刎而死，刘邦得以重夺成皋。
夺取成皋后，刘邦继续率军东进，屯兵于黄河边的广武（位于荥阳以北），取食于敖仓，然后一面出兵围攻驻守荥阳的钟离眜，一面派兵依托广武涧构筑防线，准备与楚军长期相持。
在刘邦夺取成皋的同时，袭扰楚军后方的卢绾和刘贾，得知项羽率兵回援后，在与彭越商议一番后，认为仅凭手中兵力，根本无法与项羽率领的楚军精锐正面交战，于是率兵退却，使得项羽很快便收复了陈留、外黄、睢阳等地。
然而，还不等项羽巩固后方，追击卢绾、彭越等人，便接到了前线曹咎大败，成皋丢失、荥阳被围的消息。项羽闻讯大惊，哪里还顾不上追击彭越、卢绾等人，连忙率军西进以解荥阳之围。
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正在发兵围攻荥阳的刘邦，得知项羽率兵正在赶回前线后，便也放弃了攻城，下令收拢兵马，屯兵于广武涧西部的汉军壁垒。
项羽率军抵达荥阳后，有心对刘邦发动进攻，但面对汉军依托广武涧修筑的壁垒，却是有心无力。毕竟，要越过既宽又深的广武涧对严阵以待的汉军发动进攻，可并非什么明智之举。
无奈之下，项羽只能屯兵于广武涧以东，与刘邦隔鸿涧对峙。
至此，持续长达一年半的荥阳、成皋激战就此停滞，楚汉双方再度陷入了长达数月的对峙僵持之中。
战事稍歇，刘邦便也有了心思好好享受生活。一日，他正坐在宫内的成皋台上，从魏王魏豹那里掳来的两位宠妃管夫人和赵子儿则陪伴一旁。
早在魏王宫时，薄姬便与管夫人、赵子儿交好，三人约定无论谁未来取得富贵，都不能忘记同伴。自从魏豹被刘邦击败，姐妹三人被刘邦纳入后宫以来，薄姬一年多来始终没有得到刘邦的临幸，反倒是管夫人、赵子儿极为获宠，想起当初的誓言，管夫人、赵子儿决定帮助薄姬。
今日见刘邦心情不错，两人便趁机谈起了当年与薄姬的旧约，希望刘邦能够善待薄姬。刘邦听了两人的讲述，这才想起后宫中还有一位薄姬，当天便将薄姬召来侍寝，却没想到，就是这一夜春风，薄姬竟然就此怀孕，十个月后为刘邦生下了第四个儿子刘恒。