Năm 205 TCN, Hạng Vũ mang quân đánh Tề. Tề vương Điền Vinh bị giết. Hán vương Lưu Bang nhân lúc Hạng Vũ sa lầy trong cuộc chiến với Tề vương mới là Điền Quảng bèn cất quân đông tiến, lần lượt chinh phục một loạt các chư hầu của Hạng Vũ, chuẩn bị tiến vào kinh đô Tây Sở là Bành Thành.

Bành Việt lúc đó đã có 3 vạn quân, bèn đến Ngoại Hoàng quy hàng Lưu Bang. Lưu Bang sai ông phục vụ dưới quyền Ngụy vương Báo.

Không lâu sau, Lưu Bang bị Hạng Vũ đánh cho đại bại ở Bành Thành, phải rút về phía tây. Trước thế mạnh của quân Sở, Bành Việt cũng phải bỏ các thành ấp đã chiếm được rút về ven sông Hoàng Hà. Nguỵ vương Báo phản lại Lưu Bang, bị Hàn Tín bắt về Vinh Dương. Bành Việt vẫn theo Hán.

Năm 204 TCN, Lưu Bang bị Hạng Vũ vây khốn ở Thành Cao, phải bỏ chạy đến nước Triệu, cướp quân của Hàn Tín rồi sai Tín đi mộ quân đánh Tề. Lưu Bang cố thủ không giao tranh với Hạng Vũ và sai Lư Quán cùng Lưu Giả mang 2 vạn quân phối hợp với Bành Việt quấy rối hậu phương nước Sở. Lư Quán và Lưu Giả vào đất Sở, cùng với Bành Việt đánh phá quân Sở phía tây đất Yên, đất Quách, rồi lấy lại hơn mười thành đất Lương.

Năm 203 TCN, Hạng Vũ và Lưu Bang kịch chiến ở Vinh Dương. Đúng lúc đó Bành Việt phát binh đánh vào hậu phương quân Sở, hạ được thành Tuy Dương, Ngoại Hoàng và 17 thành khác. Hạng Vũ phải thân chinh đi đánh Bành Việt, thu lại đất đai đã mất. Bành Việt lui về Cốc Thành. Lưu Bang thoát được tình thế bị vây ngặt, củng cố lực lượng để phản công.

Cùng năm, Hạng Vũ và Lưu Bang giảng hoà ở Hồng Câu. Trong khi đó Bành Việt mang quân đi hạ hơn 20 thành ở gần Xương Ấp, thu 10 vạn hộc lương, sai người mang đến tiếp tế cho Lưu Bang.

Giao ước giảng hoà xong, Lưu Bang bất ngờ tập kích Hạng Vũ ở Dương Hạ. Hạng Vũ quay lại đánh cho Lưu Bang thua to ở Cố Lăng. Lưu Bang phải lui vào thành cố thủ rồi cầu viện Hàn Tín và Bành Việt nhưng ông cùng Hàn Tín đều không cất quân ngay.

Lưu Bang theo kế Trương Lương, hứa phong đất Lương cho ông và phong đất Tề cho Hàn Tín. Ông và Hàn Tín bèn mang quân tiếp viện cho Lưu Bang. Được hai đạo quân mạnh trợ chiến, Lưu Bang đánh bại được Hạng Vũ. Cuối cùng Hạng Vũ phải tự vẫn.

Lưu Bang lên ngôi hoàng đế, tức là Hán Cao Tổ. Bành Việt được phong làm Lương vương, đóng đô ở Định Đào.