高祖元年（公元前206年），项羽带兵进占咸阳，处死秦王子婴，结束了秦王朝的统治。项羽自恃兵力强盛，自立为西楚霸王，都城设在彭城（今徐州）。同时还分封灭秦有功的将领、六国后裔和投降的秦将等共18人为王，刘邦被封为汉王。项羽的分封重又出现了诸侯割据兼并的局面，形成了以项羽、刘邦为中心的争夺封建统治权的战争。
高祖二年四月，刘邦联合了五路诸侯，乘项羽攻齐之机。从洛阳出师东征。刘邦率联军56万，在路上又收附了彭越的3万余人，一举攻入彭城，占领楚都。
得胜的刘邦陶醉于一时的胜利，放松戒备，天天摆酒庆贺，恣意享乐，“收其货宝美人，日置酒高会”（《史记·项羽本记》）。项羽听到彭城失陷的消息，一面分兵继续攻齐，一面自率精兵3万回救彭城。项羽由鲁（今山东曲阜）出胡陵（今山东鱼台东南），进至萧县（今萧县西北），出其不意，由西而东袭击联军的侧背。从早晨战至中午，大破联军，歼灭联军10万余人。联军向西南败逃，楚军乘胜追击，在今县城北渠沟一带将汉军团团包围。
刘邦所率联军由五个诸侯国军队临时组成，军令不能统一，既不能相互配合，又矛盾重重，抵挡不住楚军凌厉的攻势。联军濉水被围后，刘邦惊魂未定，还未来得及组织反攻，各路诸侯军便争相逃命，慌不择路，互相践踏，死者无数。楚军乘联军混乱之机发起猛攻。3万精兵一阵猛杀，联军又死伤数万人，尸首弃入濉水，“濉水为之不流”（《史记·项羽本记》）。恰巧此刻刮起西北大风，一时间，天昏地暗，飞沙走石，刘邦忙率残兵且战且退。及至突出重围逃到下邑（今砀山），身边仅有数十骑。
濉水一战，项羽以精兵3万大败刘邦几十万军队，为后世留下了“以少胜多”的著名战例。