刘邦看后，立即召集群臣，说道：“寡人闻古来帝号，只有贤王可当此称，虚名无实，殊不足取。今诸侯王乃高推寡人，寡人怎敢当此尊号?”
群臣齐声道：“大王起自细微，灭乱秦，威震海内。又以辟陋之地，自汉中行威德，诛不义，立有功，平定天下，功臣皆得裂土分封，可见大王本无私意。大王德施海内，诸侯王不足与比，据实而言，应居帝位，如此，天下幸甚。”
刘邦还想推辞，内外臣僚见此，皆跪请不起，刘邦这才说：“如诸侯王所请，有利于天下之民，寡人自当准请。”
群臣见刘邦应允，方起身退下，留太尉卢绾、博士叔孙通等人，择吉定仪，筹备刘邦登皇帝位事宜。
二月初三，定陶汜水北岸，祭坛筑起，旌旗环绕，鼓角声声。礼官各司其位，刘邦要在这里登基称帝。
吉时已到，鼓响号鸣，刘邦在群臣的簇拥下登坛祭了天地，然后回到大殿，面南坐于高位，即了汉帝位。文武百官，分列两旁，礼官宣礼，群臣朝贺，“万岁!”呼声传遍原野，腾上天空。
朝贺完毕，汉帝颁诏大赦，追尊先妣刘氏为昭灵夫人，立吕氏为皇后，王太子刘盈为皇太子。
又接连下谕旨二道，分封长沙闽粤二王，谕旨说：
故衡山王吴芮，与子二人，兄子一人，从百粤起兵，佐诸侯，诛暴秦，有大功，为衡山王。后项羽侵夺之，降为番君，今以长沙、豫章、象郡、桂林、南海诸郡，立番君为长沙王。