信复收兵与汉王会荥阳，复击破楚京、索之间，以故，楚兵卒不能西。
——《史记·淮阴侯列传》
汉二年（205年）五月下旬，刘邦率兵西撤至荥阳，前线各路将领也都纷纷率兵撤回。坐镇关中的萧何听说前线兵败，则从征调关中兵马赶来增援，这才使得汉军元气得以恢复，重新拥有了一战之力。
可是，面对汉军背后紧咬不放的项羽，刘邦明白，想要重新稳住阵脚，而不至于让项羽将自己一路赶回关中，就必须在正面击败项羽的追兵，阻止其继续追击。
不过，此时摆在刘邦面前的，有两个亟需解决的问题，其一是军队指挥权的问题，其二便是应对项羽骑兵的问题。
汉中之时，刘邦虽然已经拜韩信为大将军，但自从返关中以来，刘邦却始终将军事指挥权牢牢掌控在手中，尤其是还定三秦以来的一连串军事胜利，让刘邦着实有些被胜利冲昏了头脑，以为自己已经成为了当世名将，彭城一场大败无疑是一记响亮的耳光，终于让他认清了现实。
刘邦虽然麾下武将不少，樊哙、周勃、灌婴等人作战勇猛，曹参更是独当一面的将才，然而这些将领大多是半路出家，凭借着一场场恶战成长起来的，在大的战略谋划方面略显不足，让他们攻取一地或许毫无问题，但若论争夺天下，便明显超出了他们的能力。回头想想，自己又何尝不是如此，当年兵马较少时，自己指挥起来也是游刃有余，可是“彭城之战”表明，率领数十万军队征战，确实超出了自己的能力范畴。
彭城一战，韩信虽然随军出征，但却从未参与决策指挥。刘邦虽然从未真正重用韩信，但彭城大败之后，韩信不仅返回了荥阳，而且沿途还收拢了不少诸侯残兵，这足以证明了他的军事才能和忠诚度。
刘邦见此情形，不禁想到，“彭城一战，若是由韩信来指挥，恐怕不会招致如此惨败吧。”
想到萧何和张良的大力推荐，刘邦意识到，或许只有韩信，才是真正能够帮助自己争夺天下的帅才，如果只是让其出谋划策和训练士兵，的确是有些屈才了。因此，刘邦决定采纳萧何和张良的建议，将专业的事情交给专业的人去办，于是下令由自己率军驻守荥阳，而以韩信为主将，负责筹划部署迎击项羽追兵的事宜。
至此，跟随刘邦以来的韩信，终于获得了独自领兵，施展才华的机会。
解决了军事主帅的问题，刘邦面临的另外一个难题，便是如何对付项羽的骑兵。回想彭城一战，自己之所以遭遇惨败，虽然与自己的战略谋划和诸侯联军的战斗力有关，但项羽凭借骑兵的快速机动能力，绕过汉军防线，在汉军反应过来之前，便率兵杀至彭城以西，打了所有人一个措手不及，这同样是影响胜负手的一个关键因素。
毕竟，在彭城之战以前，骑兵虽然已经出现，但却大多作为辅助兵种使用，通常与步兵协同作战，很少独自担任主攻任务，项羽以骑兵为主力回援，是谁也没有想到的事情。不过，也正是由于彭城战败，让刘邦看到了骑兵的战争潜力，因此他也急需组建一支自己的骑兵部队，用以对抗项羽的骑兵。
在战国诸国中，秦国乃是以放马起家，不少秦人都善于骑马，因而秦国也是最早使用骑兵的诸侯国之一。而刘邦的军队，也有不少是征召自关中的秦人，为了组建骑兵，刘邦下令于军中招募善于骑射、有骑兵作战经验的关中秦人，又将军中的战马集中起来使用，并选拔拥有指挥骑兵经验的秦人为基层军官，从而组建了一支基本由秦人组成的骑兵部队，这便是史书中提到的“郎中骑兵”。
当时，项羽的追击部队中，骑兵凭借速度甩开步兵已经逼近荥阳，面对杀气腾腾的楚骑，匆匆组建了骑兵部队的刘邦，一时间却找不到合适的骑兵主将，无奈之下，便让骑兵将士们共同推举，结果几乎所有人都推荐曾任秦国骑兵将领的重泉人李必和骆甲，刘邦便打算拜两人为将。
李必和骆甲则表示，“我们本是秦国百姓，以我们为将，恐怕将士们难以信服，还是请大王选拔亲信将领为将，我们愿为副将辅佐。”
于是，刘邦以灌婴为中大夫，以李必、骆甲为左右校尉，统领训练这支骑兵部队，然后将其交给了负责阻击楚军的韩信。
韩信知道，想要让刘邦放心将军队交给自己，想要让各级将领对自己心服口服，自己这一仗必须打的漂亮。因此，韩信经过精心挑选，将战场设在了荥阳南部的京索之间。
荥阳故城乃是山地与平原的重要分界线，荥阳以东是黄河冲积平原，地势极为平坦，乃是大军交战的极佳之地。而荥阳以西则多为地势崎岖的豫西、晋南山地和陕东交界的崤、函山区，再加上水流湍急的黄河，地势极为复杂。
将战场定在荥阳南部的索邑至京县之间，汉军取胜便可阻止楚军进一步西进，而即使汉军作战不利，也可固守荥阳一线，或向西撤退凭险据守，而不至于陷入溃败。
虽然汉军的骑兵部队刚刚组建，但在韩信的指挥下，再加上汉军步兵的协同作战，还是爆发出了极强的战斗力。而楚国骑兵虽然精锐，但作为先锋的他们兵力却并不多，再加上长途跋涉，面对以逸待劳的汉军主力，楚军最终被击败，只能放弃追击，退兵与后方主力会合。
“京索之战”的胜利，不仅让汉军走出了彭城战败的阴霾，同时也使得汉军重新稳固了阵线，阻止了楚军继续向西进攻。
至此，刘邦东出以来的楚汉第一次交锋短暂告终。
击败楚国追兵后，刘邦开始沿荥阳一线布置防线，他以韩信为主将，负责荥阳一带防务，又以陈平为副将，命其与樊哙等驻军荥阳以北的广武，以确保粮仓敖仓的安全。
对于韩信，经过京索一战大家已经心服口服，但对于陈平，众将却颇有些不服，周勃、灌婴等将领纷纷跑来向刘邦告状，有的说陈平只不过长的漂亮，根本没什么真本事；有的说陈平早年在家乡时，便与嫂嫂私通，人品实在不行；又有人说陈平就是个墙头草，先投奔魏王魏咎，又投奔楚王项羽，如今又来投奔咱们，忠心度很成问题；还有人说刘邦任命他为护军，负责监督将领，结果他就借机收敛钱财，谁给的钱多就照顾谁，谁给的少就故意刁难。
正所谓三人成虎，眼见这么多将领都来告发陈平，就连刘邦自己也有些怀疑，自己是不是识人不明、用人不当。
为此，刘邦先是找来了推荐陈平的魏无知，以荐人不当为由对其予以责问，魏无知却说，“我举荐人才是看才能，大王问的却是品行。即便一个人品格高尚，但对战争胜负却没有帮助，大王难道也要用吗？楚汉对峙的关键时期，我只是想推荐一个有利于国家的人才罢了，至于人品是好事坏，又有什么关系。”
刘邦被怼的没有脾气，只好让魏无知离开，又派人找来陈平，对其责问了一番，陈平解释道，“我先投奔魏王，但魏王却不能采纳我的建议，因此我便离开他投奔项王，然而项王却不信任他人，只宠信于那些项氏宗族和妻族，即便有奇才也不能重用，我这才离开楚王，只因听说汉王能识才用才，这才前来投奔。我只身前来，身无分文，不接受钱财便没有办事的费用，因此才接受贿赂”，见刘邦并不生气，陈平便又拱了拱手道，“如果我的计谋值得一用，那么希望大王能够采纳；如果没有值得采纳的，我所接受的钱财都还在，请允许我交还钱财、辞职返家。”
刘邦听罢，不仅没有责怪陈平，反而向其道歉，表示不该怀疑他，并对其进行重赏，又任命其为护军中尉，负责监督全体将领。眼见如此，周勃、灌婴等人便也不敢再说什么了。
在解决了项羽的追兵后，刘邦将荥阳一带的防务全部交给韩信，自己则带着一双儿女返回了关中，毕竟此时的关中，还有一大堆糟心事等着处理呢。
关中作为秦朝都城所在，本也是一片富饶之地，然而由于秦二世在位以来的残暴统治和秦末战乱，再加上项羽西入关中后的一通烧杀抢掠，以及刘邦还定三秦后的一系列战乱，导致曾经的天府之国变得民不聊生。
刘邦一统三秦之后，虽然命令萧何坐镇关中，然而他并没有给百姓休养生息的机会，便又接连率兵东出，关中百姓又要负担起大军的补给。更为要命的是，在刘邦一统三秦之后，关中地区虽然没有再爆发大规模战争，但小规模的冲突却是此起彼伏，以至于刘邦在率兵东进攻打西楚时，还不得不留郦商在关中平叛。
由于长期的战乱，导致关中民生凋敝，就在刘邦彭城兵败的同时，关中也爆发了大饥荒，百姓饥贫、粮价飞涨，一斛米已经卖到了万钱的高价，饥肠辘辘的百姓更是出现了人相食的惨状。
刘邦很清楚，想要与项羽争夺天下，就必须保证关中这个根基之地的稳定，只有如此，才能对前线源源不断的提供支持。若是关中地区再因饥荒而发生叛乱，到时别说争夺天下了，恐怕自己连容身之地都没有了。因此，在阻止了项羽的西进后，刘邦便立刻返回了关中。
想要解决老百姓的吃饭问题，以当时的情况而言，无非两个选择，要么从巴蜀地区运粮入关中赈灾，要么让关中百姓进入巴蜀、汉中谋生。
运粮赈灾显然不太现实，毕竟前线还在打仗，而蜀道又太过难行，刘邦根本没有那么大的精力和人力去完成此事，在与萧何商议之后，最终还是决定给百姓们发放路引和粮食，让关中百姓进入汉中和巴蜀谋生，并命当地官府妥善安置，从而减轻关中的人口和粮食压力。
虽然迫于生存压力，百姓们不得不背井离乡，踏上南下巴蜀之路，但他们心中难免会有怨言，为了减轻百姓对自己的仇恨，刘邦又玩了一个转移仇恨的把戏，他命人在民间散布流言，说粮价飞涨，乃是由于奸商囤积粮食，低买高卖所致。
实际上，当时的确有不少商人在做这种买卖，例如宣曲任氏，其祖先曾为秦朝督道仓吏，他深知乱世粮食的价值，秦朝灭亡之际，人们纷纷囤积珠宝，而他却囤积了大量粮食。关中爆发饥荒后，他便以高价出售粮食，于是那些豪杰囤积的珠宝便又全都流入了任氏手中，任氏由此富贵数代。
百姓们本就对这些奸商没有什么好感，如今在官府的有意引导之下，百姓们对于他们自然是恨之入骨，对于刘邦的怨言则无疑减少了很多。
不仅如此，为了获得百姓们的拥戴，刘邦又想起了自古以来统治者乐此不疲的祭祀之法。不过，由于自己乃是楚人，不知秦人习俗，他便问身边的秦人侍从，“昔日秦朝时祭祀的都是什么神？”
侍从回答说，“秦朝祭祀的共有四帝，建有白帝、青帝、黄帝、赤帝祠庙。”
秦襄公时，于西垂设立西畤，祭祀白帝；秦文公时因为迁都，又在陈仓建立鄜畤，祭祀的同样是白帝；秦宣公时则在渭南建密畤，祭祀青帝；秦灵公时又在陈仓先后建立上畤和下畤，用于祭祀黄帝和赤帝；秦献公时再次因迁都，又在栎阳建畦畤，用于祭祀白帝。
闻言，刘邦说道，“我听说天有五帝，如今却只有四庙，是什么原因呢？”左右侍从不知如何作答，刘邦于是笑道，“我却知道为何，这是在等待我来凑足五帝之数啊！”
刘邦因此下令建立黑帝祠，命名为北畤，命令官员主持祭祀。
汉二年（前205年）六月，处理完了灾民事宜后，刘邦立刘盈为王太子，留守栎阳，并大赦天下，命诸侯之子凡是在关中者，皆为太子宿卫。同时，命令萧何坐镇关中，辅佐太子刘盈，负责治理关中地区，尽快恢复关中的经济和生产。
如此，刘邦便解决了汉国的王位传承问题，即便自己在前线发生不测，也不至于自己打下的江山就此分崩离析，到时候即便刘盈无力争夺天下，或许也能凭借关隘的险要做一个关中王。同时，此举也等于给关中百姓吃了一颗定心丸，表示自己不会放弃关中地区，自己曾经给关中百姓的所有承诺，都将长期有效。
在解决了这两个问题之后，关中的不稳定因素便只剩下了一个，那便是仍在废丘坚守的章邯。此时的章邯虽然已经无力回天，但有他坚守在废丘，不免牵制了汉军的部分兵力。
为了彻底拔除这根钉子，刘邦命人水淹废丘，废丘最终城破，章邯遂拔剑自刎，刘邦改废丘为槐里。至此，关中才算彻底平定。