公元前206年五月，韩信派人修复刘邦进入汉中时烧毁的栈道，迷惑雍王章邯，自己率军悄悄沿南郑故道东出陈仓，大败章邯军，一举拿下了关中地区，使刘邦得以还定三秦。

公元前205年二月，韩信引兵出函谷关，兵锋直逼洛阳，韩王郑昌、殷王司马邛(33)等项羽所属的封国先后归降。然后韩信便与齐、赵联合共谋击楚，四月，大军就已进至项羽的楚都彭城。攻势之凌厉，令人赞叹。

未想，刘邦进入彭城后就把防务丢在一边，遍搜珠宝美人。正在与齐军鏖战的项羽听说彭城失守，急率三万精骑星夜赶回，一战将刘邦击败。韩信闻讯，即刻赶来收集溃败的部队，和刘邦在洛阳地区会师，之后成功地进行了阻击战，把楚军打得大败，使项羽西进的兵锋顿挫，战线最后在荥阳稳定下来。

刘邦兵败彭城，齐、赵、魏等又倒戈向楚。八月，刘邦封韩信为左丞相，领兵攻魏。魏王豹把重兵布守于黄河东岸的蒲坂，韩信针对魏军部署，将大量船只集中在蒲坂对面，佯做正面渡河之势，暗用木框架绑扎瓦罐做成临时渡河器材，从上游夏阳渡河奇袭安邑。突然出现在魏军背后，大破魏军，俘获魏王豹。

公元前204年九月，韩信又引兵东向阏与(34)，活捉代相夏说，收复了代郡。这时，刘邦却命韩信急调兵力至荥阳加强该地守备，所以韩信只带了万余部队东下井陉攻赵。

赵王歇和赵军统帅成安君陈余集中二十万兵力于太行山区的井陉口，占据有利地形，准备与韩信决战。韩信以两千轻骑，乘夜迂回到赵军大营的侧后方埋伏。天明后，他亲率主力到河边背水列阵，诱使赵军出营攻击。汉军背河而战，无路可退，人人拼死作战。预先伏下的两千轻骑乘机攻入赵军空营，遍插汉军红旗，赵军见状，军心大乱。韩信挥军趁势反击，大破二十万赵军，斩杀赵军统帅陈余，生擒赵王歇。之后，韩信又先后平定了燕国、齐国，威震四方。