以下入最后阶级。初时刘季也打算罢兵西归，张良等力劝乘势灭楚。五年十月，汉追击项羽军于固陵今河南淮阳县西北大败之。刘季约韩信、彭越会师，而二人不至。先是韩信既定齐自请立为齐王，刘季忍怒许之，彭越只拜魏相国。至是张良献计：韩信故乡在楚，指望做楚王；彭越据魏地亦指望做魏王；若能牺牲楚魏地的一部分，许与他们，他们必然效命。刘季依计，二人立即会师。十一月，汉遣别将渡淮围寿春，又诱降楚舒城守将，使以舒屠六。十二月，项羽至垓下今安徽灵璧县东南，兵少食尽，汉军围之数重。项羽率八百余骑溃围而出，所当辟易；到了长江西岸的乌江今安徽和县东北乌江浦只剩下二十六骑。乌江渡口单摆着一只小船。乌江亭长请他立即下渡。说道：“江东虽小，也有几千里地，几十万人；现在只有这一只船，汉兵即使追来，也无法飞渡。”项羽说：“我当初领江东子弟八千，渡江西去，如今无一人归还，即使江东父老怜恤我，奉我为王，我又有何面目再见他们？他们即使不说话，难道我不问心有愧？”于是把所乘的骓马赏给了亭长，令他先走。自与从人步行，持短兵接战。他连接杀了几百人，身上受了十几伤，然后拔剑自刎。
五年正月，汉王立韩信为楚王，领淮北，都下邳；立彭越为梁王，领魏地，都定陶。随后，诸侯向汉王上了一封献进书如下：
楚王韩信、韩王信、淮南王英布、梁王彭越、故衡山王吴芮（项羽所立，旋废之）、赵王张敖（汉立张耳为赵王，先是已死，其子敖嗣）、燕王臧荼昧死再拜言：大王陛下，先时秦为无道，天下诛之，大王先得秦王，定关中，于天下功最多。存亡定危，救败继绝，以安万民，功盛德厚，又加惠于诸侯王，有功者使得立社稷。地分已定，而位号比似无上下之分，大王功德之著于后世不宣。昧死再拜上皇帝尊号。
刘季经过一番逊让之后，于二月即皇帝位于定陶附近的汜水之北。是月封吴芮为长沙王，领长沙、象郡、桂林、南海四郡；又封故粤王无诸秦所废，后从诸侯伐秦为闽粤王，领闽中地。初定都洛阳，五月迁都于长安。
刘季做了七年皇帝公元前二○二至前一九五年而死，庙号太祖高皇帝《广阳杂记》卷二：“考得高祖起沛年四十八，崩时年六十三。”不知何据。
