在楚汉战争陷入胶着的阶段，刘邦的汉军多有不利。楚军切断了汉军的补给甬道，把刘邦困在荥阳。时间一长，刘邦不禁焦虑起来，想割让荥阳以西的土地与项羽讲和，而项羽拒绝。刘邦对陈平说，天下如此扰攘，何时才能安定呢？陈平说，“项王为人，恭敬爱人，士之廉节好礼者多归之。至于行功爵邑，重之，士亦以此不附。”

而大王您待人傲慢又缺少礼貌，因此清廉之士不肯归附，但您能舍得爵位、食邑，所以那些“顽钝嗜利无耻者”多归附于您。如果能去其两短，用其两长，那么天下就指麾可定了。

楚军现有可以扰乱的地方，项羽手下忠直的臣子不过亚父范增、钟离眜（mò）、龙且（jū）、周殷数人而已。大王如果能不惜重金，施行反间之计，离间楚国君臣，就可以让他们互生怀疑之心，再加上项王为人猜忌多疑，必然听信谗言，内部就会自相残杀。刘邦认为陈平说得有理，于是出黄金四万斤，听凭陈平使用，不问其出入。

陈平以多金在楚军中进行反间活动，在楚军中传言钟离眜等人为项王将领，功劳很多，但不得划地封王，所以他们打算跟汉王联合起来，灭项氏而分王其地。项羽听说后果然猜疑众将，不再信任钟离眜等人。项羽派使者到汉军处打探，刘邦设下丰盛的酒宴招待使者。等见到使者，刘邦佯装吃惊地说，我还以为是亚父的使者，原来是楚王的使者！然后让人把美酒佳肴撤下，换上粗劣的饭菜端给使者。

项羽的使者回去以后，把这一情况禀告给项羽，项王由此怀疑起亚父范增来。范增本是项羽唯一的谋主，他一直劝项羽速攻荥阳，但项羽不再信任他，竟不肯听从。范增得知项王怀疑自己，大怒说，现在刘邦被困，天下大事已经基本确定了，君王您好自为之吧，于是请求辞职告老还乡。范增回乡还没有到达彭城，就因背上毒疮发作而死。

项羽失败后，刘邦总结胜利的原因时曾说：“项羽有一范增而不能用，此其所以为我擒也！”后人有诗叹曰：范曾一去无谋主，韩信原来是逐臣。楚汉之胜负，人才天平倾斜是主要原因，然亦由于人主识人用人之不同。范增离去后，陈平让两千名妇女在夜间出荥阳城东门，楚军因此攻击东门，陈平与刘邦从荥阳西门逃走，随后刘邦回到关中，收集败散的汉军再次东进。　

荥阳之战第二年，韩信败赵后又打败了齐国，要自立为齐王，派使者把这件事禀报给刘邦。刘邦闻讯大怒，斥骂韩信。陈平暗中踩刘邦的脚提醒他，刘邦马上醒悟，于是改变了态度，优厚地款待韩信的使者，并派张良立即封韩信为齐王。刘邦采用陈平的计谋，最终灭掉了楚国。

陈平曾经以护军中尉的身份跟随汉王平定了燕王臧荼。汉六年，有人上书告发楚王韩信谋反。刘邦问诸将，诸将都回答：“亟发兵坑竖子耳。”刘邦知道他们大言欺人，于是沉默不语。刘邦又问陈平，陈平一再推辞，最后问，诸将怎么说？刘邦就把各位将领的话都告诉了陈平。陈平又问，有人上书告韩信谋反，这件事有外人得知吗？刘邦回答没有。陈平问，那韩信本人知道吗？刘邦说他现在还不知道。

陈平说，陛下的精兵比得过韩信的楚军吗？刘邦说，比不过。陈平问，陛下的将领中用兵有能超过韩信的吗？刘邦说，没有人能赶得上他。陈平说，如今陛下的军队不如楚军精锐，将领的才干又不如韩信，却要发兵攻打他，这不是自取败亡吗？刘邦问，那该怎么办呢？陈平说，古时天子巡察各地，会见诸侯。南方有云梦泽，陛下可以伪游云梦，会诸侯于陈。陈县在楚国的西界，韩信听说天子出游，必然不疑有他，肯定来拜见陛下。那时趁机将他拿下，“特一力士之事耳。”

刘邦觉得此计甚妙，于是派使者告知各诸侯会于陈，说天子即将南游云梦。刘邦出行尚未到达陈县，楚王韩信果然已在郊外的路上迎接。刘邦预先准备好武士，见韩信来了，立即将他拿下捆缚起来。韩信喊道：“天下已定，我固当烹！”刘邦顾谓信曰：“若毋声！而反，明矣！”武士把韩信两手反绑在背后。刘邦在陈县会见诸侯后回到洛阳，赦韩信，降封其为淮阴侯。韩信由此不得入世家，功高不赏，此之谓也。

刘邦与功臣剖符定封，并与陈平剖符，世世匆绝，为户牖侯（陈平家乡）。陈平辞谢说，这不是我的功劳。刘邦说，我采用了先生的计谋，克敌制胜，怎么能说不是功劳呢？陈平感谢说，如果不是魏无知推荐，我怎么能入朝为官呢？刘邦说，像先生您这样可以说是不忘本了，于是厚赏魏无知。

第二年，陈平以护军中尉的身份跟从刘邦在代地讨伐谋反的韩王信（非淮阴侯），因为出兵匆忙，到达平城时被匈奴围困，危急万分，军中歌谣说：平城之下祸甚苦，七日不食，不能弯弓弩。陈平献计，派人贿赂单于的阏氏（yānzhī，单于之妻称号），汉军才得以脱围。

刘邦南归经过曲逆城，登上城楼，望见其屋室甚大，曰：“壮哉县！吾行天下，独见洛阳与是耳。”回头问御史说，曲逆的户口有多少？御史回答说，秦朝时有三万多，后来连年战乱，很多人逃亡藏匿，现在只存五千户。于是刘邦命御史改封陈平为曲逆侯，尽享其赋税收入，除以前所封的户牖乡。

此后陈平又以护军中尉的身份跟从刘邦征讨陈豨和黥布。凡六出奇计，辄益邑，凡六益封。陈平所献的奇计中还有些颇为隐秘，后世无从得知。其六出奇计说法不一，大致为：捐黄金离间楚将；因楚使逼走范增；出女子解围荥阳；蹑足封齐王韩信；伪游云梦擒楚王；赂阏氏解围白登。