项羽进入咸阳后，大势逞威，不但纵兵劫掠，而且放火焚烧宫室，据说阿房宫就被他一把火烧了三个月。大概项羽心里也明白，自新丰坑杀降卒后，关中一带的老百姓已经对他恨之入骨，因为那20万降卒几乎都是关中人，是关中父老的子弟兵，他们没有战死沙场，却被项羽全部活埋了。项羽知道关中一带的老百姓恨他，所以他不想在关中长期立足，另外他这个人的乡土观念很浓厚，在他看来楚国才是他的家，他甚至说“富贵不还乡，如衣锦衣行，谁知之者”，也就是说，一个人要是在外面发了，大富大贵了，却不回他的家乡去看一看，那简直就像在黑夜里穿着锦缎行走，谁也看不见你的衣着是如此的光鲜华美。这个比喻很恰当，却不是一个干大事的人应该说的，大凡于大事者应该以四海为家，刘邦在这一点上就做得很好。也许正是因为他不打算在咸阳定都，所以他才会在咸阳纵兵劫掠，焚烧宫室，这些东西反正搬不走，既然我不能要，那谁也别想要，干脆烧了它。
项羽在咸阳住腻了，逞威也逞够了，天下诸侯都要看他的脸色行事，大有“普天之下，舍我其谁”之势。不过怀王尚在，他还是有几分顾忌，毕竟在名义上他是怀王的臣子偏偏在他有所顾忌的时候，范增对他说了一句不顾君臣名分的话，大意是这样的：怀王是你们项家立的，在天下反秦时对你们项家有用，现在秦朝已灭亡，你们项家的功劳居首，怀王对你们还有什么用呢？项羽这人说来也怪，范增劝他杀刘邦，他优柔寡断，范增劝他撇开怀王，惟我独尊，他却雷厉风行。于是，他开始在咸阳大肆分封诸侯，并自封为西楚霸王。其实，各派反秦势力之所以待在咸阳迟迟不愿离开，等的也就是这一天。
不过，由项羽分封诸侯，对刘邦来说并不是一件好事。虽然项羽在鸿门宴上没有杀他，但不等于说项羽从此就不再为难他，更何况一天到晚还有范增等人在项羽身边扇阴风、点鬼火。果然到了分封的那一天，刘邦失望了。项羽既然敢撇开怀王分封诸侯（连怀王“义帝”的称号都是项羽封的），那么自然也不会如怀王当初与诸将所约定的那样封率先进入关中的刘邦为关中王，项羽不但没有封刘邦为关中王，反而将刘邦封到了偏远的巴、蜀一带。要知道当时的巴、蜀可不像今天这样有重庆、成都这样的大都市，正如范增和项羽密谋时所说的那样：“巴、蜀道险，秦之迁入皆居蜀”，也就是说巴、蜀一带交通非常落后，通往关中的道路非常险峻，秦朝时候，那些被贬官思过的人常常就是被贬到巴、蜀一带，只要去了就很难回来。为了给天下人一个交待，范增甚至还抬出了这样的理由：“巴、蜀亦关中地也”，即在秦朝的时候，巴、蜀也属于关中的地盘，你刘邦不是要想做关中王吗？那就把巴、蜀封给你，让你做汉王吧。不仅如此，为了防止刘邦进入巴蜀一带后贼心不死，挥师东进，他还将关中地区一分为三，分封给章邯、司马欣、董翳这三个秦朝的降将，让他们分别为雍王、塞王、翟王，共同镇守关中地区。这三个人都是能征惯战之将，特别是那个章邯，在战场上的能量除了项羽以外，无人能敌（此时韩信还默默无闻）。有了这三个人镇守关中，加上巴、蜀进入关中的道路非常险峻，刘邦要想再进入关中与项羽争夺天下，简直比登天还难。项羽的如意算盘就这样打定了，但这样的如意算盘并没有保住他的天下，因为另一个真正堪称举世无双的军事奇才韩信不久投奔了刘邦。这是后话。
刘邦对于项羽的分封私下里很不满意，甚至一度不想接受分封，拒绝去巴蜀，他的那位大管家萧何劝他说，项王这样封你分明是整你，如果你不去，要和他闹翻，那么他更是求之不得。大概萧何还对他说了些诸如“大丈夫能屈能伸”、“留得青山在，不怕没柴烧”之类的话。刘邦最终被说服了，还装出一副很乐意的样子去向项羽致谢，大概还说了些感谢他的关照之类的话。
不过，刘邦还是有些心有不甘，他想得到汉中的地盘，毕竟汉中离关中近一点。于是，刘邦赐给张良黄金一百镒（古代重量单位，二十四两为一镒，也有的说是二十两为一镒），珍珠二斗，这张良也真够朋友（要知道此时张良并不是刘邦的部下，他是韩王成的司徒），他并没有把这些贵重的东西据为己有，而是将其全部送给了项伯。其实，汉王另外给项伯准备了礼物，他知道没有这位项氏长辈的从中斡旋，他是不可能从项羽那里得到汉中之地的。这项伯是个忠厚人，得了人家的好处，自然要为人家说话，于是他就去向项羽说，让他把汉中也封给刘邦，理由是既然不封人家为关中王，那么也不能让人家太下不了台，不如把汉中也封给他反正关中有三位秦将在把守，再说汉中进入关中也就那几条路，只要派兵把守，刘邦就是插翅也难飞入关中。项羽这个人一向是很尊重自己的叔叔的，所以答应了他的请求。于是刘邦顺利地得到了汉中之地，定都南郑。
刘邦在巴、蜀之外，能从项羽手中争得汉中之地，是不幸中的万幸。否则他后来要想回师关中，简直是比登天还难。因为在当时从巴、蜀进入关中，汉中是必经之地，如果项羽把汉中单独作为一个封国封给自己的子弟，那么刘邦要进入关中，首先必须要夺取汉中，如果汉中守军告急，势必会向章邯等人求救，即使汉中失守，也会引起章邯等人的高度警觉，从而派重兵堵死汉中通往关中的几条道路，就算韩信用兵如神，以章邯的作战能力，在重兵把守且占据有利地势的情况下，估计韩信也拿他没有办法。
公元前206年4月，被分封的诸侯各返封国，汉王刘邦率领部属浩浩荡荡前往封国。
由于韩王成也被项羽正式册封为韩王，张良是韩王的司徒，依照惯例要随韩王成去封国，所以不能跟随刘邦到汉中，再加上他的祖父和父亲在韩国五世为相，深受韩王的大恩，所以他也不忍心抛下韩王成不管。不过，张良确实对刘邦也是依依不舍，于是亲自前往送行，一直把刘邦送到褒中（今陕西城固一带）。临别时，刘邦送给张良很多珠宝，张良后来都把这些东西转送给了项伯。
张良在褒中与刘邦分别时，又给刘邦献上了一计。他劝刘邦说：“大王为什么不烧断所经过的栈道，向天下表示没有返回关中的决心呢？这样做可以打消项王对你的疑虑！”这刘邦是何等机灵的人，经张良这么一点拨，他立即明白了这其中的奥妙，毕竟烧了栈道并不等于不回关中，但当务之急是怎么让项羽相信你从此不再回关中。张良走后，刘邦果然根据张良的建议，一路上烧掉了所经过的所有栈道。
刘邦前往汉中所经过的栈道是秦岭山脉中的一些险要地方当初因为难以通行，人们就在陡峭的山崖上凿出一个个大碗口粗的洞，塞以木桩，然后在木桩上铺木板通行，这就是栈道。由于这些栈道是依傍山崖而修，所以非常险峻，也是汉中通往关中地区的“官道”。其实，张良建议刘邦烧掉栈道，并不只是向项羽表明刘邦从此无意东归，打消项羽对刘邦的疑虑，而且也是为了防止项羽或其他人的军队再次进入汉中，对刘邦造成不利的态势。
你甭说，张良的这一招还真管用，当刘邦烧毁栈道的消息传到项羽那里，项羽长舒了一口气，他居然相信了刘邦无意东归，于是班师东归，回他的彭城去了。
刘邦为隐蔽自己东进关中的作战意图，在与张良道别时，还赋予了他麻痹项羽的任务。
张良虽然不能和刘邦一起前往汉中，但也没能随韩王成一起回到韩国，因为韩王成曾经派张良跟随汉王入关的缘故，项羽并不让韩王成去自己的封国，他怕他与刘邦结成战略联盟，对他不利。毕竟张良这个人的能量他是知道的，虽然他不是帝王之材，但他能让别人成为一位出色的帝王，堪为“帝王师”。于是，项羽决定让张良回到韩国代理韩王成理政，而让韩王成跟随自己一起东归彭城，将其君臣分开，从而把韩王成置于自己的监控之下。
分封诸侯对于项羽来说其实是一把双刃剑。有些人得了好土地，当然会感激他，而另外一些人却明显认为项羽分封不公，对他产生了怨恨之情，比如陈余，在灭秦战争中，他和张耳的功劳差不多，张耳被封为常山王，奄有原赵国的广大地区，而陈余却只得到了三个县的封地。更感到窝火的是齐国的田荣，他起兵反秦，杀死秦朝在齐国委派的官吏，占领了原齐国的大片土地，只因为他有几次对不起项梁，项羽在分封诸侯时便不予分封。田荣怀恨在心，立即举兵反叛项羽，并逼走项羽所立的齐王田都，杀死了项羽所立的胶东王（即原来的齐王）田市，继而自立为齐王，重新占领了原齐国的所有地区。
张良见此情状，便打主意趁机将项羽的注意力引向齐国，他写信对项羽说：“既然汉王已经烧断了栈道，那么就可以据此认为他没有再回来的想法了。”随后，张良又把齐王田荣反叛的事情向项羽作了书面汇报。齐国与项羽的封国楚国毗邻，齐国有事，楚国当然不得安宁，项羽哪里敢掉以轻心，于是，不再去理会刘邦入汉中的事，立即准备对付齐国，收拾田荣。