当秦末天下群雄并起时，韩信先追随了项粱，在项粱手下，却没有名声。项粱战败，他又隶属了项羽，项羽让他做了郎中。韩信屡次向项羽献策，以求重用，但项羽没有采纳。汉王刘邦入蜀，韩信脱离了楚军归顺了汉王。因为没有什么名声，只做了接待宾客的小官。

此后，韩信多次与萧何交谈过，萧何认为他是位奇才，并多次向汉王推荐，汉王不以为然。韩信见得不到重用，就趁乱逃跑了。萧何听说韩信逃跑了，来不及报告汉王，亲自去追赶他，将他追回。汉王对萧何的举动十分不理解，萧何告诉汉王，能助他争夺天下的非韩信不可，因为普天之下再也找不出第二个像韩信这样的杰出人物。汉王听从了萧何的建议，选择良辰吉日，亲自斋戒，并设置高坛，布置广场，拜韩信为大将军。

韩信被任命为大将军后，曾与汉王纵论天下。汉王自认自己在勇敢、强悍、仁厚、兵力方面不如项羽，韩信却首先分析指出了项羽的劣势，一是项羽只有妇人之仁，二是项羽放弃了关中的有利地形，而建都彭城。三是违背了楚国义帝的约定，将自己的亲信分封为王，导致诸侯们愤愤不平。四是项羽军队所经过的地方，没有不横遭摧残毁灭的，天下的人大都怨恨，百姓不愿归附，只不过迫于威势，勉强服从罢了。虽然名义上是霸主，实际上却失去了天下的民心。五是项羽强行分封的三个王，原来都是秦朝的将领，率领秦地的子弟打了好几年仗，被杀死和逃跑的多到没法计算，又欺骗他们的部下向诸侯投降。秦地的老百姓把他们恨入骨髓。

随后，韩信又分析了汉王的优势，一是任用天下英勇善战的人才，用天下的城邑分封给有功之臣，这样才可以所向披靡；二是以正义之师，顺从将士东归的心愿，这样战无不胜。三是汉王進入武关，秋毫无犯，废除了秦朝的苛酷法令，与秦地百姓约法三章，秦地百姓没有不想要大王在秦地做王的。四是根据诸侯的成约，汉王理当在关中做王，关中的百姓都知道这件事。因此如果汉王发动军队向东挺進，只要一道文书三秦封地就可以平定。汉王听了韩信的分析，特别高兴，这才相信萧何之言，认为得到韩信太晚了。于是自此听从韩信的谋划，部署各路将领攻击的目标。这次韩信纵论天下，充分显示了他的雄才大略，高瞻远瞩的眼光。

公元前205年二月，汉王下令废除秦的社稷，改立汉的社稷。四月，汉军在彭城兵败，溃散而回。韩信收集溃散的人马与汉王在荥阳会合，在京县、索亭之间又摧垮楚军。因此楚军始终不能西進。

这年八月，汉王任命韩信为左丞相，攻打反叛的魏王豹。韩信设计取得了胜利，平定了魏地，改制为河东郡。随后，汉王又派张耳和韩信一起，领兵向东進发，向北攻击赵国和代国。摧毁代国后，汉王就立刻派人调走韩信的精锐部队，开往荥阳去抵御楚军。

韩信卓越而奇特的军事才能体现在几次重大的战役上。一是井陉之战。为了攻打赵国，韩信和张耳率领几十万人马必须突破井陉口。韩信挑选了两千名轻骑兵，每人持一面红旗，说："赵见我走，必空壁逐我，若疾入赵壁，拔赵旗，立汉赤帜。”并传令当日破赵会餐。仗还没打就预料必胜，引起了众将的怀疑。接着他又派出万人的先锋队，"出，背水阵”。显然万人的先锋队伍，背水布阵是不合常规的，是违反兵书战策的，所以连敌军也"望而大笑”。随后韩信竖起大将的旗帜和仪仗，大吹大擂的开出井陉口。在两军相接时，赵军果然倾巢出动攻击韩信的军队，韩信诈败，抛旗弃鼓，等到他的骑兵乘虚冲入赵军营垒，换上汉军赤帜后，韩信率众拼死反扑，迫使赵军想退回营垒，"壁皆汉赤帜，而大惊，以为汉皆已得赵王将矣，兵遂乱，遁走。赵将虽斩之，不能禁也。于是汉兵夹击，大破虏赵军，斩成安君泜水上，禽赵王歇。”这正象韩信所说的："其势非置之死地，使人人自为战；今予之生地，皆走，宁尚可得而用之乎！”这正是韩信知己知彼，据实灵活的运用战策的结果，足见其胸中韬略之一斑了。

打败赵军后，韩信下令要活捉成安君手下的谋士广武君，并亲自给他解开绳索，以老师之礼待他，向他请教攻伐燕国和齐国的情况。广武君受韩信感动，为他分析了当前的形势，认为上策是在此按兵不动，一方面安定赵国的社会秩序，抚恤阵亡将士的遗孤，并犒劳将士。另一方面摆出向北進攻燕国的姿态，然后派出说客，拿着书信，在燕国显示自己战略上的长处，燕国必不敢不听从。燕国顺从之后，再派说客往东劝降齐国。齐国也会闻风而降服。韩信听从了他的计策。派遣使者出使燕国，燕国听到消息果然立刻降服。于是派人报告汉王，并请求立张耳为赵王，用以镇抚赵国。汉王答应了他的请求，就封张耳为赵王。

不久，汉王夺取了韩信和张耳统率的军队，命令张耳防守赵地，任命韩信为国相，让他收集赵国还没有发往荥阳的部队，去攻打齐国。

韩信领兵向东進发，还没渡过平原津，听说汉王派郦食其已经说服齐王归顺了。韩信打算停止進军，但后来听从一个叫蒯通的说客的建议，攻打齐国。楚国派龙且率领兵马，号称二十万，前来救援齐国。

韩信与龙且在潍水展开了会战。这次战役再次表现了韩信的智慧。龙且不听進谏，刚愎自用，進兵与韩信隔着潍水摆开阵势。韩信下令连夜赶做一万多口袋，装满沙土，堵住潍水上游，带领一半军队渡过河去，攻击龙且，假装战败，往回跑。龙且果然高兴的说："本来我就知道韩信胆小害怕。”于是就渡过潍水追赶韩信。韩信下令挖开堵塞潍水的沙袋，河水汹涌而来，龙且的军队一多半还没渡过河去，韩信立即回师猛烈反击，杀死了龙且。韩信把楚军士兵全部俘虏了。

公元前203年，韩信降服且平定了整个齐国。派人向汉王上书，说："为有利于当前的局势，希望允许我暂时代理齐王。”正当这时，楚军在荥阳紧紧的围困着汉王，韩信的使者到了，汉王打开书信一看，勃然大怒，骂道："我在这儿被围困，日夜盼着你来帮助我，你却想自立为王！”张良、陈平暗中踩汉王的脚，凑近汉王的耳朵说："目前汉军处境不利，怎么能禁止韩信称王呢？不如趁机册立他为王，很好的待他，让他自己镇守齐国。不然可能发生变乱。”汉王醒悟，又故意骂道："大丈夫平定了诸侯，就做真王罢了，何必做个暂时代理的王呢？”就派遣张良前往，册立韩信为齐王，征调他的军队攻打楚军。

楚军失去龙且后，项王十分害怕，就派人劝齐王韩信反叛汉王，希望他与楚联和，三分天下自立为王。韩信辞谢说："我侍奉项王，官不过郎中，职位不过是个持戟的卫士，言不听，计不用，所以我背楚归汉。汉王授予我上将军的印信，给我几万人马，脱下他身上的衣服给我穿，把好食物让给我吃，言听计用，所以我才能够到今天这个样子。人家对我亲近、信赖，我背叛他不吉祥，即使到死也不变心。希望您替我辞谢项王的盛情！”

齐国人蒯通知道天下胜负的关键在于韩信，想出奇计打动他，就用看相的身份规劝韩信与楚、汉三分天下，鼎足而立。这样对天下百姓都有益处。韩信仍然不愿背弃汉王，说："汉王给我的待遇很优厚，他的车子给我坐，他的衣裳给我穿，他的食物给我吃。我听说，坐人家车子的人，要分担人家的祸患，穿人家衣裳的人，心里要想着人家的忧患，吃人家食物的人，要为人家的事业效死，我怎么能够图谋私利而背信弃义呢！”他认为自己功勋卓著，汉王终究不会夺去自己的齐国，于是谢绝了蒯通。

后来，汉王被围困在固陵时，采用了张良的计策，征召韩信，并应允齐地归属韩信名下，于是韩信率领军队在垓下与汉王会师，并最终打败了项羽。自此，汉王刘邦夺取了天下。

汉五年正月，刘邦改封齐王韩信为楚王，建都下邳。