“十一月，刘贾入楚地，围寿春。汉亦遣人诱楚大司马周殷。殷畔楚，以舒屠六，举九江兵迎黥布。”《汉书。高帝纪》
即汉五年十一月，寿春被围，周殷叛变，并且英布又重新进入九江。
周殷叛楚在淮南，断了项羽的归路。
因为周殷叛变的叛变，导致西楚在淮南的后路被切断。韩信部同时在向陈县进发。
面对此种不利局势，项羽在淮北的势力范围已经几乎全部丧失。唯有向其老根据地江东撤退，才是其唯一生路。所以，项羽做出东南方向撤退的决策。
刘邦军当然不肯让项羽从容撤退，从而展开了陈下之战的追击战。
战役过程：
周勃“东守峣关。转击项籍。攻曲逆，最。还守敖仓，追项籍。”《史记。绛侯周勃世家》
樊哙“从高祖击项籍，下阳夏，虏楚周将军卒四千人。围项籍於陈，大破之。屠胡陵（正义在兖州南）。”《史记。樊郦滕灌列传》
夏侯婴“复常奉车从击项籍，追至陈，卒定楚，至鲁，益食兹氏。”《史记。樊郦滕灌列传》
灌婴“与汉王会颐乡。从击项籍军於陈下，破之，所将卒斩楼烦将二人，虏骑将八人。赐益食邑二千五百户。”《史记。樊郦滕灌列传》
靳歙“略地东至缯、郯、下邳，南至蕲、竹邑。击项悍济阳下。还击项籍陈下，破之。”《史记。傅靳蒯成列传》
蛊逢“以曲城户将卒三十七人初从起砀，至霸上，为执珪，为二队将，属悼武王，入汉，定三秦，以都尉破项羽军陈下，功侯，四千户。为将军，击燕、代，拔之。”《史记。高祖功臣侯者年表》
丁义“以卒从起留，以骑将入汉，定三秦，破籍军荥阳，为郎骑将，破钟离昧军固陵，侯，六百七十户。”《史记。高祖功臣侯者年表》
靳强“以郎中骑千人前二年从起阳夏，击项羽，以中尉破钟离眛，功侯。”《史记。高祖功臣侯者年表》
灵常“以荆令尹汉王五年初从，击钟离眛及陈公利几，破之，徙为汉大夫，从至陈，取韩信，还为中尉，从击布，功侯，二千户。”《史记。高祖功臣侯者年表》从上述史料可以看出，陈下之战，是一场追击战。或者刘邦想合围，但项羽主力已走。此时，刘贾军已经在项羽后方动手，寿春被围攻，岌岌可危，项羽军疲食尽，向垓下撤退。
而刘邦军追击项羽，破项羽后军。文中的“项籍”，即指楚军，不是指包括项羽在内的楚军主力。而钟离眛及陈公利几部即是被围被击破的楚军。当大部队撤退时，很自然有掩护主力撤退的后军，而钟离眛及陈公利几部即是担任此任务。所以这个被围，不过是追击战中的一个战术应用而已。所以，陈下之战的本质是追击战。

由于楚大司马周殷的叛变，寿春被围，项羽在淮北的势力已经丧失。对于项羽来说，只有回到其发家的老根据地江东，依托长江天险，才有可为。然而，摆在项羽军前面是淮水，后面是紧紧尾随他的汉军及诸侯军。项羽要想从容渡过淮水，必须要和汉军联盟进行一场决战，而且要再创彭城之战、固陵之战的胜利，才能为其渡过淮水创造条件。
从“项王军壁垓下”《史记。项羽本纪》来看，项羽并不是仓促之间被追上，而是有意识地选择了在垓下的决战。