楚河汉界在今天的河南省（荥阳市）。
楚河汉界的典故来自于秦末汉初刘邦和项羽公元前205年夏，项羽在彭城大败汉军，刘邦退到黄河南岸重镇荥阳，楚军乘胜追击，在荥阳一带互相攻伐长达两年之久。
历史典故如下：
汉二年（公元前205年）十二月，韩信与张耳留下在赵国继续作战，刘邦返回荥阳。此前英布被随何策反，项羽派龙且攻打英布，英布战败，与随何回到了荥阳。
刘邦召见英布，派英布重返九江，收聚数千人归汉，刘邦也离开荥阳，从成皋南下，到宛县（今河南南阳）、叶县一带迎接英布，给英布增兵，一起回到成皋。刘邦据守荥阳，开始修筑甬道，由敖仓运输粮食来荥阳。与项羽对峙，双方进入相持状态。
公元前204年，项羽所在的楚军包围了荥阳，刘邦感到形势危急，向项羽求和。项羽听从谋士范增的计策，拒绝汉军的讲和要求，并决定乘胜追击。刘邦势单兵弱，但非常善于用计谋之人。他接受谋士陈平建议，对楚军实行反间计，设法离间项羽和范增的关系。
项羽虽勇却无谋，不知是刘邦的计谋，对范增生出嫌隙，并把他驱逐出军。范增蒙受不白之冤，含恨离开，途中病死。从此，项羽失去了智多星，多误战机。
当时楚军锐气正旺，对荥阳加紧了围攻，形势对汉军非常不利。相貌酷似刘邦的大将纪信为解汉王安危，为了汉军的生存，决定牺牲自己，建议刘邦逃走。刘邦在陈平的劝说下，深被纪信之举所感动，于是让纪信穿上汉王服乘汉王车扮汉王出荥阳东门诈降，自己则趁机从西门出逃至成皋。
项羽发现上当后即灭了纪信，攻破成皋。刘邦又迅速从成皋逃出，北渡黄河，军至修武，得到韩信的援助，势力又壮大起来。他接受以往教训，决定采取深沟高垒和项羽作持久战，以消耗楚军兵力。同时，又派兵袭楚烧其粮草。
秋天，项羽率兵东进开封、商丘一带作战，留部将曹咎守成皋。并再三嘱咐无论如何不要与汉军交战。汉军得知了情报以后，多次到城下叫阵谩骂，曹咎不忍羞辱，怒而率部出城，欲渡过汜水与汉军作战。当船至河中时被汉军突袭而败，曹咎后悔不迭，自知无颜见项羽遂自杀身亡。刘邦复取成皋，屯兵广武，取敖仓之粮而用。
项羽闻知成皋失守，急回师广武，刘邦闭城不出。楚军粮食缺乏不利久战。为了迫使刘邦投降，项羽据城东把俘虏来的刘邦的父亲拉至广武山上，隔涧要挟刘邦说：“你若不及早投降，我就把你父亲下锅煮死。”
刘邦故作镇静地说：“当初咱二人共同反秦，在怀王面前誓盟结为弟兄，我的父亲就是你的父亲。如果你要煮咱们的父亲，别忘了给我一碗肉汤”。听后项羽更加恼怒，决定杀掉刘太公。这时，项伯劝项羽道："杀太公不是时候，也对楚军不利。"项从其言，太公幸存。
此后不久，刘邦兵分两路，一路仍在荥阳同项羽相持，一面派大将韩信抄楚军后路，占领河北、山东一带。从此汉军有了更为巩固的后方，关中的萧何更是源源不断地运来兵员、粮饷。而此时项羽则补给困难，危机四伏，形势发生了逆转，楚军渐弱，汉军日盛。
汉四年（公元前203年）八月，楚军粮尽，项羽被迫议和，刘邦亦未能调来韩信、彭越援军，于是双方订立和约“中分天下”，划鸿沟（古运河，位于今河南荥阳以东）为界，东归楚、西属汉。楚汉两军在荥阳、成皋一线相持两年零五个月后，休兵罢战。
《史记·项羽本纪》记载：“项王乃与汉约，中分天下，割鸿沟以西者为汉，鸿沟而东者为楚。”