项羽看着疾驰而来的汉军骑兵，纵使敌军气势迫人，但已经抱着必死决心的项羽，却只是冷笑一声，如同当年随叔父征战时一般，大吼一声便冲了上去，而其身后，那十几个亲兵也都紧随其后冲杀而上。

在项羽这十余人的冲杀之下，汉军骑兵顿时被撞得人仰马翻，后方的骑兵刹不住车，一时间马嘶人喊之声不断，率先追上来的数百汉军骑兵顿时摔倒一片，项羽与亲兵们见状，立即一拥而上，片刻便斩杀了百余人，而身陷重围的项羽身上也受创十余处，一时间血流如注。

这时，不远处又有马蹄声响起，正杀得兴起的项羽回头看去，当他看清当先而来的一名汉军骑将的面容后，脱口道，“你不是我的老相识吗？”

这名汉军骑将名叫吕马童，本为秦国将领，曾随章邯作战，章邯投降项羽后，两人曾有过几面之缘，后随章邯返回关中。刘邦重返关中时，吕马童于好畤转投刘邦，刘邦组建郎中骑兵时，吕马童也加入其中归入灌婴麾下，此时已经累功升任骑司马。

因项羽满脸血污，吕马童看了半天才将项羽认了出来，于是指着项羽，扭头对自己身边的骑将王翳说道，“此人便是项王。”

项羽见状，忍痛转过身来，看着吕马童，喘着粗气道，“我听说汉王用黄金千斤、封邑万户悬赏我的头颅，既然你是我的老相识，我就把这份好处送给你吧！”

说罢，自知再无活路，且已经无力拼杀的项羽，低吼一声，拔剑自刎而死。

王翳等汉军将士见状，顿时一拥而上，互相争抢项王的尸身，甚至为了争功而互相拼杀，直到灌婴率兵赶来，这才制住了混乱的局面。

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最后，数十名汉军将士因争功而死，项羽的尸身亦被斩为五段，已经难辨本来面目，其中骑将王翳争到了项羽头颅，而郎中骑将杨喜、骑司马吕马童、郎中吕胜、郎中杨武各争得一段肢体。

灌婴命五人将项羽的尸身拼凑起来，这才勉强辨别出死者正是项羽，灌婴长吁了一口气，命五人将尸体妥当收敛，然后整顿兵马返回向刘邦汇报。

项羽突围之后，垓下楚军既无士气又群龙无首，此时已经被歼灭。刘邦得知项羽已死，这才心中大定，当场便对获得项羽尸身的五人予以册封，其中吕马童为中水侯、王翳为杜衍侯、杨喜为赤泉侯、杨武为吴防侯、吕胜为涅阳侯。

之后，刘邦命人将项羽死讯通告西楚各地，得知消息的西楚各地纷纷投降，只有当初作为项羽食邑的鲁县拒不投降。刘邦有感于他们恪守礼义，为君主守节不惜一死的大义，命人拿着项羽的头颅给鲁城军民观看，又答应必然厚葬项羽，鲁地父老这才投降。

刘邦与项羽虽为对手，却也对其无比钦佩，因楚怀王曾封其为鲁公，而鲁城又是最后才投降的，刘邦于是亲自为其发丧，以鲁公的礼仪将其安葬在了谷城，并建祠堂以祭祀。

与此同时，在项羽死后，陈婴、吕臣、吕青等楚国旧臣和项伯、项佗等项氏宗族旁支也纷纷投降，刘邦为安抚楚地百姓，全部予以赦免，后来也均予以封侯，并将项氏族人全部赐予刘姓。

平定楚地之后，刘邦率领大军西撤至定陶休整，待各部安营扎寨完毕，刘邦却突然驱马驰入齐王韩信的军营，夺了他的兵权，这显然是因为此前韩信拒不奉命出兵的缘故。如果说修武夺兵还有点偷袭的意味，这次定陶夺兵则是完全当着韩信的面所为，韩信纵然心有不甘，却也无力反抗，只能交出兵权。