汉六年正月，也就是公元前201年，刘邦听取了谋臣田肯的建议，封远房堂弟刘贾为荆王，弟弟刘交为楚王，长子刘肥为齐王，拉开了分封同姓诸侯王的序幕。到了高祖十二年，现存的同姓诸侯王共九个，包括齐王刘肥，楚王刘交，赵王刘如意，代王刘恒，梁王刘恢，淮阳王刘友，淮南王刘长，吴王刘濞，燕王刘建等。其中七个是他的儿子。
刘邦分封刘姓子弟为诸侯王，是在分封异姓王之后。他已经意识到异姓王不可靠，会威胁皇权，引起国家的动乱。问题来了，异姓不可靠，同姓就可靠吗?历史上同室操戈、祸起萧墙的事还少吗?难道刘邦就没有意识到这个问题?
答案是刘邦也意识到了。他封侄子刘濞为吴王后，曾让人给刘濞相面，知道刘濞的面显反相之时，他心里就有点后悔，但一国之君不能出尔反尔，朝令夕改，于是就拊着刘濞的背说：“五十年后东南地区有人叛乱，不会是你吧?天下刘姓一家人，千万不要谋反!”
虽然明白同姓王也不可靠，但当时的形势，异姓王、六国旧贵族、匈奴等各种势力并存，政权很不稳定，必须要有人手握重权，镇守一方。把镇守重权交给刘姓子弟总比交给外人放心吧?所以，刘邦决定分封同姓王。后来的事实证明，同姓王在维护政权稳定方面确实起到积极作用。在平定淮南王英布反叛时,荆王刘贾和楚王刘交皆全力攻击,刘贾还以身殉汉。同姓王还和功臣集团互相牵制，形成了权力的平衡。后来功臣集团的陈平、周勃、灌婴等发动政变，诛灭诸吕后，并未谋权篡位，取代刘氏，很重要的原因就是因为畏惧齐楚等同姓诸侯王势力。
在分封同姓王的同时，刘邦就采取了多种措施来牵制。首先是委派官吏担任王国相(前期称相国，后称丞相、相)，行使治理、监督之大权。如刘肥封齐王，曹参被委派担任齐相国，刘如意封赵王，周昌被委派担任赵相国。
这些中央委派的相国，第一要职是辅助诸侯王治理国家。曹参任齐相国，向当地的长老诸生请教治国谋略，他听取了盖公“治道贵清静而民自定”的言论，用黄老之术治齐，使齐国安集，大称贤相。
还有一个重要职责是监督诸侯王。在当时的王国，相国统领众官，总理王国纲纪，行政权、军事权都掌握在他们手中，诸侯王自己并不直接掌权。吕后去世后，齐王刘襄准备起兵向阙，但王国的兵权掌握在齐相召平手中，召平听到齐王准备发兵诛吕，就派出士卒围住齐国王宫。后来中尉魏勃欺骗了召平，逼得召平以死谢罪后才取得了兵权。
汉帝国对同姓王的牵制措施之二是移民关中。经过连年的战争，即便是作为京城的关中地区，人口也比较少。刘邦听从娄敬的建议，将六国贵族后裔，如齐国田氏、楚国昭屈景诸氏等，以及豪杰名家，共计十余万口人迁徙到关中。随同人口的迁徙的，还有他们几代积聚的富可敌国的财富。这样做，既增强了汉帝国中央的综合实力，又从人口、经济、文化等方面削弱了诸侯王国。正如娄敬所言：“国家太平无事之时，可防御匈奴;如果有诸侯王叛乱，也有足够的实力去征伐，这就是强本弱末之术。”
牵制措施之三是除关用传。这里的“关”是指环绕关中的五关，即扞(hàn)关、陨关、函谷关、武关、临晋关，以及“诸塞之河津”即关中与关外的水路交通要津。“传”即身份证明，“除关用传”即出入关津检查身份证明的制度。根据当时律令，关中人员、物资、马匹等出入关津要严格登记审查，严禁关中人、财、物流往诸侯王国;在汉与诸侯王国的边境线上设亭障，驻士卒，严防死守，防止“诸侯”侵犯汉境和汉人外逃，禁止“诸侯”男子娶关中女子为妻，严防“诸侯”间谍进入关中等。
牵制措施之四是广置侯国。刘邦在分封诸侯王的同时，还分封了大量的列侯。截止高祖十年九月(公元前197年)，现存侯国102个，有89个可推知大致的方位，其中58个侯国分布在赵国、齐国、楚国、荆国四个同姓诸侯王国境内，占总数的三分之二。分封侯国就意味着要把这一县的治民权和财税收入划给列侯，这无异于变相的削地。境内如此多的侯国，使诸侯王国“跨郡连城”的地域优势大大削弱，而且因为列侯都是能征惯战的功臣，极大的牵制了诸侯王。
当然，这些在当时非常有效的措施，随着时间的推移，有些措施没能很好地执行，有些则因为政治斗争而有所增损，更因为施政者的治理理念的不同而对政策的调整，后来诸侯王国还是日益强大，严重威胁皇权，最终还在景帝年间发生了吴楚“七国之乱”。这不能归咎于刘邦，毕竟此时他已去世40载。
