韓信引兵東進(jìn)擊齊，未到平原渡口，得知酈食其已說齊歸漢。韓信想停止，范陽辯士蒯通勸韓信說：“將軍奉詔攻打齊國，而漢王只不過派密使說服齊國歸順，難道有詔令叫您停止進(jìn)攻嗎?況且酈生不過是個(gè)說客，憑三寸之舌就降服齊國七十多個(gè)城邑，將軍統(tǒng)帥幾萬人馬，一年多時(shí)間才攻占趙五十多個(gè)城邑，一個(gè)將軍反倒不如一個(gè)儒生的功勞嗎?”韓信聽從蒯通說法，率兵渡河擊齊。這時(shí)齊國已決計(jì)降漢，對漢軍的戒備松懈，韓信乘機(jī)襲擊了齊駐守歷下的軍隊(duì)，一直打到臨淄。齊王田廣驚恐，認(rèn)為是酈食其出賣了自己，便把他煮死了。齊王逃到高密后，派人向楚求救。

當(dāng)韓信襲破臨淄時(shí)，項(xiàng)羽聞?dòng)嵡昌埱衣识f兵馬與齊王田廣合力抗?jié)h。有人前來向龍且獻(xiàn)計(jì)：漢軍遠(yuǎn)征作戰(zhàn)，所向披靡，而齊，楚本土作戰(zhàn)兵易渙散，不如深溝高壘，以守為攻。招撫已淪陷城邑，使知齊王存，楚來救，這必定使?jié)h軍得不到糧食，會(huì)不戰(zhàn)自敗。龍且輕視韓信，又急求戰(zhàn)功，不用此計(jì)，率兵與韓信軍隔濰水東西(今山東境內(nèi)的濰河)擺開陣勢。韓信連夜派人做了一萬多條袋子，盛滿沙土，壅塞濰河上流。率一半軍隊(duì)涉水進(jìn)擊龍且之陣，龍且出兵迎擊，韓信佯裝敗退，龍且以為韓信怯弱，率軍渡江進(jìn)擊。這時(shí)韓信命人決開壅塞濰河的沙囊，河水奔流而至，龍且的軍隊(duì)大半沒有渡過去。韓信揮軍猛烈截殺，殺死龍且。東岸齊、楚聯(lián)軍見西岸軍被殲，四處逃散。韓信率軍急渡水追擊至城陽，楚兵皆被俘虜。齊王田廣逃走不久被殺。漢四年(前203年)齊地全部平定。

韓信一連滅魏、徇趙、脅燕、定齊，齊國平定之后，他派人向劉邦上書說：“齊國狡詐多變，是個(gè)反復(fù)無常的國家，南邊又與楚國相鄰，如不設(shè)立一個(gè)代理王來統(tǒng)治，局勢將不會(huì)安定。我希望做代理齊王，這樣對形勢有利。”當(dāng)時(shí)，項(xiàng)羽正把劉邦緊緊圍困在滎陽，情勢危急，看了韓信上書內(nèi)容，劉邦十分惱怒，大罵韓信不救滎陽之急竟想自立為王。張良、陳平暗中踩劉邦的腳，湊近他的耳朵說：“漢軍處境不利，怎么能禁止韓信稱王呢?不如就此機(jī)會(huì)立他為王，好好善待他，使他自守一方，否則可能發(fā)生變亂。”劉邦經(jīng)提醒也明白過來，改口罵道：“大丈夫定諸侯，即為真王耳，何以假為！”(《史記·淮陰侯列傳》)于是派張良前去立韓信為齊王，征調(diào)他的部隊(duì)攻打楚軍。

齊國失利，龍且戰(zhàn)死，使項(xiàng)羽非?？只?。派盱臺人武涉前去游說韓信反漢與楚聯(lián)合，三分天下稱王齊地。韓信謝絕說：“我奉事項(xiàng)王多年，官不過是個(gè)郎中，位不過執(zhí)戟之士。我的話沒人聽，我的計(jì)謀沒人用，所以才離楚歸漢。漢王劉邦授我上將軍印，讓我率數(shù)萬之眾，脫衣給我穿，分飲食給我吃，而且對我言聽計(jì)從，所以我才有今天的成就。漢王如此親近、信任我，我背叛他不會(huì)有好結(jié)果的。我至死不叛漢，請?zhí)嫖肄o謝項(xiàng)王的美意。”

武涉游說失敗后，齊人蒯通知道天下大局舉足輕重的關(guān)鍵在韓信手中，于是用相人術(shù)勸說韓信，認(rèn)為他雖居臣子之位，卻有震主之功，名高天下，所以很危險(xiǎn)。終于說動(dòng)韓信，但韓信猶豫而不忍背叛劉邦，又自以為功勞大，劉邦不會(huì)來奪取自己的齊國，于是沒有聽從蒯通的計(jì)謀。

漢高帝五年(公元前202年)，劉邦乘項(xiàng)羽無備，楚軍饑疲，突然對楚軍發(fā)動(dòng)戰(zhàn)略追擊。約韓信從齊地(今山東)，彭越從梁地(今河南東北部)南下合圍楚軍。五年十月(漢初承秦制，十月為歲首)，韓信、彭越未能如期南下。劉邦追擊楚軍至固陵(今河南淮陽西北)，楚軍反擊，劉邦大敗而歸。

為調(diào)動(dòng)韓信、彭越，劉邦聽從張良之謀，劃陳(今河南淮陽)以東至海廣大地區(qū)為齊王韓信封地；封彭越為梁王，劃睢陽(今河南商丘)以北至谷城(今山東東阿南)，為其封地。由韓信指揮此戰(zhàn)。韓、彭遂率兵攻楚；韓信從齊地南下，占領(lǐng)楚都彭城(今江蘇徐州市)和今蘇北、皖北、豫東等廣大地區(qū)，兵鋒直指楚軍側(cè)背，彭越亦從梁地西進(jìn)。漢將劉賈會(huì)同九江王英布自下城父(今安徽亳縣城父集)北上；劉邦則率部出固陵東進(jìn)、漢軍形成從南、北、西三面合圍楚軍之勢，項(xiàng)羽被迫向垓下(今安徽靈璧南，一說今河南淮陽、鹿邑間)退兵。

五年十二月，劉邦、韓信、劉賈、彭越、英布等各路漢軍約計(jì)40萬人與10萬楚軍于垓下展開決戰(zhàn)。漢軍以韓信率軍居中，將軍孔熙為左翼、陳賀為右翼，劉邦率部跟進(jìn)，將軍周勃斷后。韓信揮軍進(jìn)攻失利，引兵后退，命左、右翼軍繼續(xù)攻擊。楚軍迎戰(zhàn)不利，韓信再揮軍反擊。楚軍大敗，退入壁壘堅(jiān)守，被漢軍重重包圍。楚軍屢戰(zhàn)不勝，兵疲食盡。韓信命漢軍士卒夜唱楚歌，歌云：“人心都向楚，天下已屬劉；韓信屯垓下，要斬霸王頭”致使楚軍士卒思鄉(xiāng)厭戰(zhàn)，軍心瓦解，韓信乘勢進(jìn)攻，楚軍大敗，十萬軍隊(duì)被全殲，項(xiàng)羽逃至東城自剄而死。劉邦于是還至定陶，馳入韓信軍中，收奪了他的兵權(quán)，后改封韓信為楚王，都下邳(今江蘇邳縣東)。

韓信到楚國后，召見當(dāng)年給他飯吃的漂母，賞賜她千金。輪到下鄉(xiāng)南昌亭長時(shí)，只賞他一百錢，并說：“你是個(gè)小人，做好事有始無終。”又召見曾經(jīng)侮辱自己，讓他從胯襠下爬過去的少年，封他為中尉，并且告訴諸將說：“這是位壯士，當(dāng)他侮辱我時(shí)，我難道不能殺了他嗎?殺了他也不會(huì)揚(yáng)名，所以就忍了下來，這才有了今天的成就。”

項(xiàng)羽兵敗后，他的逃亡將領(lǐng)鐘離昧因素來與韓信關(guān)系很好，就投奔了韓信。劉邦記恨鐘離昧，聽說他在楚國，就下令楚王逮捕他。那時(shí)韓信初到楚國，到各縣鄉(xiāng)邑巡察進(jìn)出都派軍隊(duì)戒嚴(yán)。漢六年(前201年)有人告韓信謀反。劉邦用陳平的計(jì)策，說天子要出外巡視會(huì)見諸侯，通知諸侯到陳地相會(huì)，說：“我要游覽云夢澤。”其實(shí)是想要襲擊韓信，韓信卻不知道。劉邦將到楚國時(shí)，韓信打算起兵謀反，但又認(rèn)為自己無罪；想去謁見劉邦，又怕被擒。這時(shí)有人向韓信建議：“殺了鐘離昧去謁見漢高祖，高祖必定高興，也就不用擔(dān)心禍患了。”于是韓信把此事與鐘離昧商議，鐘離昧說：“劉邦之所以不攻打楚國，是因?yàn)槲以谀氵@里，如果想逮捕我去討好劉邦，我今天死，隨后亡的定是你韓信。看來你也不是位德行高尚的人。”結(jié)果鐘離昧自殺而亡。韓信持鐘離昧首級去陳謁見劉邦。劉邦令武士把韓信捆綁起來，放在隨從皇帝后面的副車上。韓信說：“果若人言，‘狡兔死，良狗亨；高鳥盡，良弓藏；敵國破，謀臣亡。’天下已定，我固當(dāng)亨！”(《史記·淮陰侯列傳》)高祖說：“有人告你謀反。”就給韓信戴上械具?；氐铰尻?，赦免了韓信的罪過，改封他為淮陰侯。

韓信被貶為淮陰侯之后，深知高祖劉邦畏懼他的才能，所以從此常常裝病不參加朝見或跟隨出行。韓信由此日益怨恨，在家中悶悶不樂。對于和絳侯周勃、穎陽侯灌嬰等處在同等地位感到羞恥。一次韓信去拜訪樊噲，樊噲行跪拜禮恭迎恭送，并說：“大王竟肯光臨臣下家門，真是臣下的光耀。”韓信出門后，笑道：“我這輩子居然同樊噲等同列!”

高祖劉邦高興時(shí)常同韓信閑談將領(lǐng)們才能的高下，劉邦問：“如我能將幾何？”韓信說：“陛下不過能將十萬。”劉邦問：“于君何如？”韓信說：“臣多多而益善耳。”劉邦笑著說：“多多益善，何為為我禽？”韓信說：“陛下不能將兵，而善將將，此乃言之所以為陛下禽也。且陛下所謂天授，非人力也。”(《史記·淮陰侯列傳》)

韓信在被軟禁的時(shí)間里與張良一起整理了先秦以來的兵書，共得一百八十二家，這也是我國歷史上第一次大規(guī)模兵書整理，為我國軍事學(xué)術(shù)研究奠定了科學(xué)的基礎(chǔ)。同時(shí)還收集、補(bǔ)訂了軍中律法。著有兵法三篇，已佚。

韓信部將陳豨被封為巨鹿郡郡守，前來向韓信辭行。韓信辭去左右，拉著陳豨的手仰天長嘆道：“你可以同我說知心話嗎?我有話想同你講。”陳豨表示一切聽從將軍的命令。韓信說：“你所管轄的地方，是屯聚天下精兵的地方，而你又是陛下親信寵愛的臣子，若有人說你謀反，陛下一定不相信；如果再有人告你謀反，陛下就會(huì)產(chǎn)生懷疑；如果第三次有人告你謀反，陛下定會(huì)大怒而親率軍隊(duì)征討。我為你在京城做內(nèi)應(yīng)，就可圖謀天下了。”陳豨平素就了解韓信的才能，相信他的計(jì)謀，表示一切聽從韓信的指示。

漢十年(前197年)，陳豨果然謀反。劉邦親自率兵前去征討，韓信稱病不隨高祖出征，暗地里派人到陳豨處聯(lián)絡(luò)，要陳豨只管起兵，自己定從京城策應(yīng)。韓信與家臣謀劃：可以在夜里假傳詔旨，赦放那些在官府中的囚徒和官奴，然后率領(lǐng)他們?nèi)ヒu擊呂后和太子。部署已定，只等陳豨方面的消息。這時(shí)韓信的一位門客得罪了韓信，韓信囚禁了他并準(zhǔn)備殺他。那位門客的弟弟就向呂后密告韓信要謀反的情況。呂后打算把韓信召來，又恐怕韓信的黨羽不肯就范，于是與相國蕭何商議，假裝有人從皇上那里來，說陳豨已被殺死，諸侯群臣都前來進(jìn)宮朝賀。蕭相國欺騙韓信道：“雖然您有病，還是要勉強(qiáng)朝賀一下。”韓信入朝進(jìn)賀，呂后派武士把韓信捆縛起來，在長樂宮中的鐘室里斬殺了他，并被誅滅三族。韓信臨斬時(shí)說：“吾不用蒯通計(jì)，反為女子所詐，豈非天哉！”(《漢書·韓信傳》)【韓信被誅滅三族，也包括韓信自己。對于在長樂宮中的鐘室里斬殺了他，這只是后人對韓信懷念所造的，不是真的】（百家講壇《漢代風(fēng)云人物之韓信被殺之謎》）