公元前202年，项羽刘邦在垓下遗址决战。楚汉战争后期，项羽率十余万大军退至垓下，以河为屏，堆土为营，深堑拒敌。韩信十面设伏，迫使项羽节节挫败，疲于奔命，又令各营夜奏楚乐，四面楚歌令项羽军心涣散。项羽见大势已去，夜率八百子弟垓下突围，败至乌江，自觉"无颜见江东父老"，遂乌江自刎，年仅三十一岁。垓下之战，是楚汉相争中决定性的战役，它既是楚汉相争的终结点，又是汉王朝繁荣强盛的起点，更是中国历史上具有里程碑意义的转折点，它结束了秦末混战的局面，统一了中国，奠定了汉王朝四百年基业。
西汉时，曾在此设洨国，后设洨县，垓下遗址作为治所。
20世纪50年代，垓下遗址被发现。1976年12月，在城址南墙外曾一次出土了3856枚楚国铜贝币--蚁鼻钱。1991年5月11日，固镇县文物部门在城址南一公里处抢救清理处二座石室墓M2，M3。2007年，为了明确遗址的年代和内涵，编制遗址保护规划，经国家文物局批准，由安徽省文物考古研究所主持、固镇县文物管理所配合，开始对遗址进行钻探和第一次发掘。2008年-2009年，安徽省文物考古研究所、固镇县文物管理所连续对遗址进行了发掘工作，3次发掘共揭露面积1000余平方米。2021年经国家文物局批准，由安徽省文物考古研究所和山东大学主持、固镇县文物局和垓下遗址管理中心配合，对遗址进行1000㎡的发掘。
