为了彻底孤立项羽，陈平还要把范增除掉。为此不惜设计嫁祸于范增。有一天，项羽派使者到刘邦营中，陈平让侍者准备好十分精致的餐具，端进使者房间。使者刚一进屋，就被请到上座，陈平再三问起范增的起居近况，大赞范增，并附耳低声问：“亚父范增有什么吩咐？”使者不解地问道：“我们是霸王派来的，不是亚父派来的。”陈平一听，故作吃惊地说：“我们以为是亚父派来的人呢！”便叫几名小卒撤去上等酒席，随后把使者领至另一间简陋客房，改用粗茶淡饭招待。陈平则满脸不高兴，拂袖而去。使者没想到会受此羞辱，大为气愤。

回到楚营后，把情形一五一十地都告诉了项羽，项羽更加确信范增私通刘邦了。这时候，范增向项羽建议应该加紧攻城，但是项羽却一反常态，拒不听从。过了几天，范增也知道了外面说他私通刘邦的谣言，并且感到项羽已不再信任自己了，于是他就对项羽说：“天下大事已基本定了，希望大王自己好好地干。我年岁大了，身体又不好，请大王准我回家养老吧！”

项羽十分薄情，竟然毫无挽留之意，同意了他的请求，还派人护送他回家乡。范增一路走，一路叹气，吃不下，睡不着，伤心不已。他已经75岁了，哪儿受得了这么大的委屈？到彭城的时候，气得背上生了一个毒瘤，就此一病不起，呜呼哀哉了。项羽手下唯一的一个著名谋臣，竟被陈平略施小计就除掉了。

项羽中了陈平的离间计，气死了范增。但是此时项羽猛攻荥阳，形势十分危急，陈平就给刘邦献计：“请大王速写一封诈降信给项羽，约他在东门相见。项羽一定会把他的大军布置在东门外，我们再想办法把他在西、北、南各门的卫士引到东门口来，大王就可以从西门冲出去了。”刘邦同意了。不一会儿，陈平领着一个貌似刘邦的将军纪信来见刘邦．说把他化装成刘邦的样子出去诈降，吸引敌人把兵力集中围住东门，然后刘邦就可以从西门突围了。

于是刘邦夜间从荥阳东门放出两千名身穿铠甲的妇女，楚军从四面围击。纪信乘坐黄屋车，左边的车衡上竖立着大纛旗，汉军卫士大声地说：“城中粮食吃光了，汉王投降。”楚军都高声呼喊着万岁，围城的士兵争相跑到城东去看。刘邦和几十名骑兵从西门出城，奔向成皋。项羽见到纪信，问他：“汉王在哪里？”纪信说：“汉王已经出城了。”项羽于是把纪信给烧死了。而真正的刘邦则乘着东门一片混乱，已冲出西门，带着陈平、张良、樊哙等人杀开一条血路，已向关中方向逃去了。

刘邦逃出荥阳进入函谷关，收集士卒，想再次东进。有位袁生劝刘邦说：“汉与楚在荥阳相持了几年，汉军常处于被动的局面。希望大王从武关出去，项羽肯定引兵向南行进，大王再深沟高垒坚守起来，让荥阳、成皋之间得到休息。再派韩信等安辑黄河以北的赵地，联合燕、齐，大王那时候再去解救荥阳，也为时不晚。这样，楚军多方设防，军力分散，而汉军得到休整，再与楚军作战，肯定可以打败楚军了。”于是采纳了他的计策，出兵宛城（今南阳宛城区）、叶县（今叶县南）之间，与黥布在进军中收集兵马。项羽听说刘邦在宛城，果然带兵南下。刘邦坚壁固守，就是不和项羽交战。而在这时彭越渡过睢水，与项声、薛公在下邳（今江苏邳州南）交战，彭越大败楚军。于是项羽只好率军向东去攻打彭越，刘邦也引兵向北驻军成皋。可是没多久项羽就已经取胜，赶走了彭越，得知汉军又驻扎在成皋，于是就又领兵西进，攻克荥阳，杀了周苛、枞公，俘虏了韩王信，再次夺取了成皋。

而刘邦则再次溜掉了，他与夏侯婴同乘一辆车出了成皋，向北渡过黄河，先是在修武（河南省焦作市修武县）住了一夜。然后自称是使者，进入了张耳、韩信的营中。