漢初有三傑，政治有蕭何，謀略有張良，統兵有韓信，其中韓信被稱為「國士無雙」，在沒有得到韓信之前，劉邦對陣項羽，乃是完敗，自從得到韓信，方才漸漸扭轉了形勢。
在劉邦與項羽在成皋形成戰略對峙的時候，韓信認真分析了當時楚漢軍事形勢，認為黃河以北代、趙、燕三個割據勢力和佔有今山東大部的齊國。它們都投靠項羽，成為楚的羽翼。漢要滅楚，就必須先翦除這些諸侯國，使項羽陷於孤立。他積極向劉邦建議「北舉燕、趙，東擊齊，南絕楚之糧道，西與大王會於滎陽」，對楚實施戰略包圍的建議。劉邦採納了韓信的建議，給韓信增兵三萬，命其率軍，開闢北方戰場。
公元前二零五年閏九月，韓信率精兵，直搗代國，活捉代國的相國夏說，不出一月，迅速滅掉代國。
二零三年十月，韓信攻趙至太行山八大隘口之一的井陘口。當時，趙國國王叫趙歇，趙國的三軍統帥叫做陳餘，陳餘手下有一位非常優秀的軍事家，叫做李左車，這是歷史上非常有名的軍事家。李左車知道韓信的厲害，為了打擊韓信的銳氣，確保趙國不被韓信攻破，李左車向統帥陳餘提出作戰意見，言道：「聞漢將韓信涉西河，虜魏王，禽夏說，新喋血閼與，今乃輔以張耳，議欲下趙，此乘勝而去國遠斗，其鋒不可當。大意是說韓信作戰太厲害了，他活捉了魏王，擒獲了夏說，剛剛血戰閼與。現在又在大將張耳的輔佐下，準備攻打我們趙國，這支攻勢強勁的軍隊能夠做到遠離自己的國家，長途奔襲，證明韓信有足夠的把握，其鋒芒銳不可擋。但韓信勞師襲遠，士兵面有飢餓之色，必是糧草供應不上；將士疲勞有加，應該是沒有休整好。現在韓信軍隊集結在井陘口，這裡地勢險要，車不得方軌，騎不得成列，他們的糧草必定在軍隊的後邊，我們不如派出三萬突襲的騎兵，抄小路，斷了韓信的後勤供給線，再切斷韓信的退路。將軍深溝壁壘，堅守營地，不與韓信開戰。這樣，韓信前不能攻；退路已經被我們控制，不超過十天，可吃定了韓信。如果輕意與韓信交手，我們趙國弄不好就有可能被韓信鑽了空子，沒準魏、代的悲劇就可能重演。」
李左車說的一點都沒錯，韓信與趙一戰，真是凶多吉少：第一，古兵法講究「遠交近攻」，力避「勞師襲遠」，韓信前來攻打趙國，趙國是已逸待勞，又是主戰場，得天時地利之便；第二，趙國當時的軍隊號稱二十萬，韓信的軍隊只有一萬多，二十比一的懸殊戰力，韓信有以卵擊石之虞；第三，井陘口為險惡之地，軍隊容易被敵分割、包圍，稍有不慎，就會全軍覆沒。第四，趙軍訓練有素，居高臨下，處於優勢和主動地位。而韓信的軍隊系新募之卒，處於劣勢和被動地位。
然而，剛愎自用且又迂腐疏闊的陳餘，卻拘泥於「義兵不用詐謀奇計」的教條，且認為韓信兵少且疲，不應避而不擊，斷然拒絕採納李左車的正確作戰方案。他說，韓信的軍隊只有一萬，甚至不過數千。那現在我們就是數十倍於漢軍，他韓信還能討得到便宜？何況我們趙國是堂堂正義之師，怎麼可以用斷其糧草，抄其後路那種陰謀詭計？我們要打就是擺開陣勢，堂堂正正跟這個小子打它一仗，讓天下人不敢小看我趙國。
兩軍對壘，比的是統帥的智慧。韓信首先在陳餘之先打響了「間諜戰」，他派出情報人員「間視」趙軍，也就是刺探趙國軍隊內部的情報。當情報人員回來報告陳餘不用李左車建議後，韓信「則大喜，乃敢引兵遂下。」在離井陘口還有三十里的時候，韓信命令部隊停止前進，準備宿營。到了半夜時分，韓信迅速實施作戰部署：一面挑選兩千名輕騎，讓他們每人手持一面漢軍的紅色戰旗，由偏僻小路迂迴到趙軍大營側翼的抱犢寨山潛伏下來，準備乘隙襲占趙軍大營，斷敵歸路；一面又派出一萬人為前鋒，乘著夜深人靜、趙軍未察之際，越過井陘口，到綿蔓水東岸背靠河水布列陣勢，以迷惑調動趙軍，增長其輕敵情緒。部署甫定，東方天際晨曦微露，決戰的一天悄然來臨了。
趙軍對潛伏的漢軍毫無覺察，望見漢軍背水列陣，無路可以退兵，都禁不住竊竊哂笑，認為韓信置兵於「死地」，根本不懂得用兵的常識，因而對漢軍更加輕視。因為兵法上明確規定，布陣要「右倍山陵，前左水澤」，韓信反其道而用之，豈不是可笑之至？
天亮之後，韓信親自率領漢軍，打著大將的旗幟，攜帶儀仗鼓號，向井陘口東邊的趙軍進逼過去。趙軍見狀，果然躊躇滿志，離營迎戰。兩軍戈矛相交，廝殺了一陣子後，韓信就佯裝戰敗，讓部下胡亂扔掉旗鼓儀仗，向綿蔓水方向後撤，與事先在那裡背水列陣的部隊迅速會合。趙王歇和陳余誤以為漢軍真的打了敗仗，豈肯輕易放過機會，於是就揮軍追擊，傾全力猛攻背水陣，企圖一舉全殲漢軍。
漢軍士兵看到前有強敵，後有水阻，無路可退，所以人人死戰，個個拚命，趙軍的兇猛攻勢就這樣被抑制住了。這時，埋伏在趙軍營壘翼側的漢軍二千輕騎則乘著趙軍大營空虛無備，突然出擊，襲占趙營。他們迅速拔下趙軍旗幟，插上漢軍戰旗，一時間紅旗林立，迎風招展，好不威風。
趙軍久攻背水陣不下，陳餘不得已只好下令收兵。這時趙軍才猛然發現自己大營上插滿了漢軍紅色戰旗，老巢已經易手。這樣一來，趙軍上下頓時驚恐大亂，紛紛逃散。佔據趙軍大營的漢軍輕騎見趙軍潰亂，當即乘機出擊，從側後切斷了趙軍的歸路；而韓信則指揮漢軍主力全線發起反擊。趙軍倉皇向泜水方向敗退，被漢軍追上，結果全部就殲，陳餘被殺，趙王歇和李左車束手就擒。井陘之戰，韓信大獲全勝。
井陘之戰的結局，對楚漢戰爭的整個進程具有重大的意義。漢軍的勝利，使得其在戰略全局上漸獲優勢，即消滅了北方戰場上最強勁的敵手，為下一步「不戰而屈人之兵」、兵不血刃平定燕地創造了聲勢和前提，並為東進擊齊鋪平了道路，從而造就了孤立項羽的有利態勢。這雖然是一次戰役規模的戰爭，但卻有著戰略性質的地位。
井陘之戰，韓信取得作戰勝利，關鍵在於他能夠充分發揮主觀能動性，有計畫地製造和利用趙軍的錯誤，巧妙地掌握士卒「兵士甚陷則不懼，無所往則固，深入則拘，不得已則斗」這一心理狀態，「陷之死地而後生，置之亡地而後存」，奇正並用，背水列陣，靈活用兵，出奇制勝，速戰速決，從而一舉全殲趙軍，譜寫了中國古代戰爭史上精彩篇章。
滅趙後，韓信準備繼續進攻燕國。他召集將領們討論戰法。採納原趙國謀臣李左車建議，休整兵馬，安撫民眾，擺出欲強攻燕國之勢，再派使臣向燕王陳述利害，遂不戰而降燕。齊王田廣為阻止韓信軍東進，屯兵歷下。劉邦遣酈食其遊說田廣。田廣欲降漢，撤去歷下守軍。
公元前二零三年十月，韓信又用重兵急襲的辦法攻破了齊都臨淄。田廣向楚求救。項羽以龍且率兵號稱二十萬救援齊國。楚將龍且二十萬人馬與敗退的齊軍會師於高密，然後與漢軍隔淮水對峙。十一月，韓信與齊、楚聯軍戰於濰水。韓信秘密派人用一萬多個沙袋，乘夜在上游把淮水堵住。天明後派部分軍隊渡過淮水，在側後攻擊楚軍，繼而佯裝潰敗。龍且誤以為漢軍膽怯，率主力渡淮水追擊。韓信命部屬掘開上游堤壩，將楚軍沖成兩段，漢軍運用半渡而擊的辦法，把已渡水的楚軍全殲，龍且被殺。未渡水的齊楚聯軍不戰自潰。韓信趁勢揮軍追殲逃敵，俘虜齊王田廣，盡占齊地，直接威脅楚都彭城。
韓信攻佔齊地後，項羽恐慌萬分，連忙派人去遊說韓信，以三分天下為條件，希望其反漢聯楚，被韓信所拒絕。
此戰是楚漢戰爭的關鍵一役，韓信靈活用兵，率軍東向兩千餘里，從東、北兩面完成了對楚軍的戰略包圍，牽制、分散了楚軍，減輕了漢軍正面戰場壓力，同時也獲得了大量人力、物力資源，為劉邦獲得楚漢戰爭的最後勝利創造了有利條件。
四年八月，項羽、劉邦劃定楚河漢界。
九月，項羽按約東歸。
十月，劉邦言而無信，項羽前腳剛走，他就採納張良、陳平建議，乘項羽無備，率兵出陽夏，同時傳令各路諸侯率軍西向，在固陵會師。
公元前二零二年，韓信佔領了黃河中、下游的廣大地區，彭越又在梁地不斷騷亂，使楚軍供應困難，形勢對項羽越來越不利。而漢軍方面，蕭何不斷從關中運送兵員和糧草，支援前線，劉邦兵廣糧足，在滎陽以西穩住了陣腳。
五年十月，因韓信、彭越未能如期南下，劉邦追擊楚軍至固陵，楚軍反擊，漢軍大敗。為調動韓信、彭越，劉邦劃陳以東至海廣大地區為齊王韓信封地；封彭越為梁王，劃睢陽以北至谷城為其封地。韓、彭遂率兵攻楚；韓信從齊地南下。
韓信佔領楚都彭城和今蘇北、皖北、豫東等廣大地區，兵鋒直指楚軍側背，彭越亦從梁地西進。漢將劉賈會同九江王英布自下城父北上；劉邦則率部出固陵東進、漢軍形成從南、北、西三面合圍楚軍之勢，項羽被迫向垓下退兵。
五年