日晨，分四路围攻刘邦。范增也劝项羽说：“沛公居住在山东时，贪财好色。现在入关，财物丝毫不取，妇女没有一个宠幸，这表明他的志气不小。我令人望气，发现沛公呈现龙虎五彩的景象，这是天子之气。赶快攻击，不要错失良机。”
项羽的叔父项伯得知范增的计划，由于他和刘邦的谋士张良有旧交，因此连夜前往刘邦军营，建议张良速逃亡，但张良决定报告刘邦。刘邦对此消息感到非常震惊，并立刻向张良请教对策，由于双方实力悬殊，张良建议刘邦透过项伯的协助，减低项羽的疑心。刘邦召见项伯，以兄礼对待，并以联姻的承诺，请求项伯向项羽求情。项伯回到项羽军中，向项羽表达刘邦的善意，并建议项羽亦以礼相待，项羽承诺依从项伯的建议。
刘邦第二天率领百多名骑兵会见项羽，双方在鸿门会面。刘邦对项羽称，自己得入关中实属侥幸，但有“小人”从中挑拨，使两人之间产生误会。项羽回应道：“是曹无伤派人向我说有这种事，否则我也不会来这里”，他随即邀请刘邦参加宴会。
宴会开始时，项羽和项伯面东而坐、范增向南而坐，刘邦坐在范增的对面，张良则在项羽对面。范增不时向项羽打眼色，举起自己的玉佩3次，示意项羽尽快行动，项羽不发一言，未有理会。范增于是传召项羽堂弟项庄，吩咐他在席上舞剑，乘机刺杀刘邦，项庄进入酒席之中，向项羽请求准许他舞剑为乐，并在项羽同意后立即拔剑起舞。项伯也随即拔剑挥舞，并以身体阻挡项庄，使他无法攻击刘邦，张良立刻离开酒席，并通报在军门外的刘邦部将樊哙。
樊哙带着剑和盾强行闯入酒席，向项羽怒目而视，项羽询问了樊哙的姓名后，称赞他为壮士，并吩咐从人赏赐樊哙一卮酒，樊哙一饮而尽。项羽又赏赐一只猪前腿，樊哙直接把猪腿放在盾牌上，用剑“切而啖之”，项羽问道：“壮士能复饮乎？”樊哙趁机向项羽指出：楚怀王曾下令“先进入关中的人便可做关中王”。刘邦虽然先入关中，但并未立刻自立为王，而是退军等待项羽到来。他认为项羽是有意杀死刘邦，要求项羽打消这个念头，项羽未有回应樊哙，只吩咐他就坐。
刘邦称要上厕所，和樊哙一同离席。不久，项羽派陈平召唤刘邦，刘邦认为应该先辞行，樊哙反对，认为现时的情况是“人为刀俎，我为鱼肉”，不能再拖延时间，且言“大行不顾细谨，大礼不辞小让”。结果刘邦和樊哙带同夏侯婴、靳强和纪信等将领一同逃走，逃走前，刘邦吩咐张良把带来的一对白璧送给项羽、一对玉斗送给范增。