项羽兵败垓下逃走后，灌婴受诏率五千骑兵追项羽至东城，败项羽军，迫使项羽自杀，所将卒五人共斩项羽，五人皆赐爵列侯。此战，俘虏左右司马各一人，士兵一万二千人，大获全胜。之后又攻下东城，历阳，渡江平定吴地、豫章和会稽等五十二县。

刘邦称帝后，赐灌婴邑三千户。同年秋，灌婴又击破燕王臧荼。第二年，攻陈，取楚王信。他的食邑也因军功而不断增加，终至二千五百户，被赐剖符为信，世代相传，号称颍阴侯。

此后，汉初所分封的异姓王，乘汉初立，反叛不断。灌婴以车骑将军职，随刘邦征讨韩王信。陈稀反叛，他斩将拔城。英布谋反，灌婴以车骑将军作为先遣队攻打英布军，擒斩英布许多重要将领，追击败军直到淮河沿岸。英布被粉碎，刘邦确定把颍阴五千户做灌婴食邑。灌婴跟随刘邦，共擒二千石的将吏十二人，自率部队击败敌人十六次，降服四十六座城邑，平定一个封国，两个郡，五十二县，食邑也升至五千户。

灌婴平英布之乱后，刘邦去世，灌婴以列候身份事孝惠帝和吕后。吕后去世，吕禄等听人乘机在长安谋反，齐哀王(刘襄，刘肥之子)举兵西进过逆。吕禄等听了这一消息立即派灌婴为将前去迎敌。但灌婴早有反诸吕之心，行至荥阳即屯兵不进，同绛侯周勃，丞相陈平等人通谋诛除诸吕，并把此事微露与齐哀王，齐哀王止兵，待绛侯等人诛杀诸吕之后，齐哀王引兵去，灌婴军亦还朝，同周勃，陈平共立代王为孝文帝。文帝加封灌婴三千户，赐黄金千斤，封为太尉。

三年后，绛侯周勃被免除相位后，由灌婴继任丞相之职。这年，匈奴大举入侵，灌婴率骑兵八万五千人前去讨伐，打退了匈奴兵。

西汉灌婴大将军被看成是南昌城的创筑者，故俗称南昌城为“灌婴城”和“灌城”

公元前176年，灌婴死于相位，谥号懿侯。子平侯灌阿代颍阴侯。