在棘原的楚军大营里，项羽、范增、项伯、陈平等人一直在仔细地制定作战计划。到了亥时，项羽就留下三万人守营，十万步兵到北营排列阵势，又准备了五百辆战车，让桓楚、于英率领。项羽调军完毕，已经快到三更了，就从两名军士的手中接过了他的那杆重达两百斤的錾金安邦定国威震天下之苍龙吞月戟，然后跃上乌骓马。时间不大，军探果然飞马来报，说有一支秦军偷偷地出了营门，向西北方向奔去了。项羽笑道：“果然出动了。”就带上英布和蒲将飞马前来截击。
原来章邯派了两员大将前往巨鹿，一位的弟弟章平，在前开路，另一位是司马欣，断后押粮，军士们推着粮车前进。才走了一会儿，忽然从右侧杀出一支人马，为首一员大将，声若巨雷，厉声吼道：“楚国上将军在此，快快留下车仗！”章平大惊道：“你怎么知道我们在此？”就上前迎战。英布和蒲将率领军士前去夺粮。司马欣听到前面出了事，也急忙赶来交战。英布上前拦住了他，双方大杀一阵。项羽和章平交战，章平虽然武艺高强，但也不是项羽的对手，杀了二十余合就大败而逃，项羽从后面紧紧追来。这时司马欣也被英、蒲二人杀败了，秦军就把所有的东西全部丢弃了逃命，粮车、器械、军旗等全被楚军所得。项羽追赶二人，一会儿就追上了司马欣，正要上前杀他，司马欣慌了，就大声呼救道：“章将军！快救救我司马欣啊？”项羽一听是司马欣，猛然想起了武信君以前说过的话，就没有动手，然后止住人马，传令收兵。司马欣和章平逃回营中，就把项羽截杀的经过说了一遍。章邯听了，就非常吃惊地道：“今夜和王离约定要夹击楚军，现在可怎么办啊？”就赶紧派人去告诉王离，就说项羽已经截走了粮食，军马无法到达了。
项羽截获了粮车等器械，就暗中埋伏下一支人马，叫他们发现有秦军信使，就立即捕获，坚决不能让王离知道此事。然后将辎重运回大营。项羽见到范增后就说：“现在立刻出兵。”就让亚父坚守大营，又派人把他的帅旗插在阵前，让章邯看到自己就守在营中，然后来到后营，立即换上秦军的旗号，就率领一万名骑兵打头，战车其次，步兵在后，与英布等向巨鹿杀奔而来。
王离站在营前的瞭望塔上一直向西南遥望。棘原距离巨鹿只有七、八里路，项羽一会儿就赶到了，他们都打着火把。王离突然看见了队伍，很是高兴。这时军探也飞马来报，说章平的兵马到了。王离就问军探：“看见旗号了吗？”军探回答：“是章平将军的旗号。”王离再看时，火把如同一条火龙越来越近，就立即吩咐涉间去大营的左翼；然后走下塔来，信心百倍地率领孟防等将来到右翼等待。
季布早就得到了上将军的命令，把一切提前安排好了，然后让陈余、张敖去攻右营，他和钟离昧来到王离的左营，四人立马阵前，做好准备。楚赵大营由项羽第一次和王离交战时带来的两万军士，还有赵军的四万多人，共计六万余人。他们排成长方形的战阵，挡在王离大营的正前方。王离的大营也有六万人，因为他们在前几次的夜袭中伤亡很大，又补充了一万机动部队。王离大营的北面就是吴铭和王肃的围城军营，东、西、南、北四大营各有一万秦军。楚赵大营在王离大营的南面，两营遥遥相对，横亘在城南开阔的平原之上。双方都把骑兵排在前面，步兵在后。
不大一会儿，那支火龙一般的军队就杀到了，一来到营前，就立即发起了进攻。王离大喜，就举起祖父王翦传下来的那杆金戈，高声下令道：“消灭楚寇就在今夜，将士们，前进！”说罢就向楚赵大营发起了冲锋。
在阵地的这一端，季布、钟离昧看到上将军刚一赶到，就从中间留好的那个十几米宽的夹道上一马当先，飞越大营，径直向王离的大营杀去，就指挥楚军也向王离的军营发起了冲锋。只见非常神气的楚国上将军项羽，纵马驰骋在最前沿，他威武雄壮的身驱在火光的照耀下，宛如金甲神下凡，天王爷临世；那柔软滑顺的盔缨羽饰，也随着战马的奔驰在起伏飘动；那闪着金光的遮面盔饰，刚好盖住了英俊而又刚毅的面额；那深不可测的重瞳黑眼仁却在火光里炯炯发光。他的胸脯起伏不停，紧促的呼吸表明他的内心怀有无限的愤慨，这是多少年来积攒下来的家仇国恨，他仿佛要在这一时刻做一个了断。项羽左手持着大盾、右手握着那杆无与伦比的硕大长柄铁戟，两腿夹拍着披满战甲的乌骓在奋勇前进。乌骓也仿佛是悬在半空里的一条黑龙，在奋蹄前冲，飞度疆场，那紧促的呼吸中还夹杂着噗嗤噗嗤的鼻响，一开一闭的大鼻孔在冬月的天气里，喷出了两股浓浓的白雾，此时仿佛所有的楚军都成了他的陪衬。
楚军步兵也随后赶到，桓楚、于英见他们的上将军已经向敌营冲去了，人人就奔跑如飞地驰向了辽阔的战场。十多万楚军此时就像决堤的洪峰、出山的猛虎、莽原上奔突的猎豹，他们个个怀着对秦人的深仇大恨，喉咙里发出了声震长天的呐喊，他们仿佛是来自地府，要报万劫之仇，以泄千古之怨。一会儿双方的战骑、兵卒，就像是两股洪峰猛烈地撞击在了一起，只听得刀和剑、矛和盾、戟和戈、胸甲和胸甲、盾牌和盾牌互相碰撞在一齐，发出了震耳欲聋的钝响，如同山岳崩塌，怒海扬波，紧接着就是天地间最为惨烈的杀戮。
项羽的骑队越过楚赵大营后，就向王离大营的正中间直插进去了。因为此时喊声大震，秦军根本无法辨别这支人马是敌还是友，再加上他们没有任何防备，他们的大营就已经被分割成了两部分，而此时楚军的战车也已经轰隆隆地开进了秦军大营。项羽见车兵已经到位，就下令发起进攻。他率领骑队，和英布、蒲将就立即挥舞起兵器，以横扫千军之势向敌营掩杀。项羽挺着凶莽的战盾在人群中寻找着王离的身影，他的眼前已经倒下了十几名秦国的武将和无数名小卒。此刻，谁要是碰到他就等于进了鬼门关。
战场上变幻莫测，就在陈余和张敖向前冲锋的时候，没有想到涉闲率领的秦国骑兵比他们骁勇的多，因为秦国的骑兵向来驰骋大漠，以作战勇敢闻名于世。而此时赵国的骑兵在涉闲优势兵力的冲击下，损失很大。桓、于接到报告，就立即赶往这边来助战。
时间不大，王离就听到有人大喊：“王将军，我们的军营里大乱了，不知什么缘故？”王离听到这个报告，心想难道是内讧？还是赵军杀出来了？就准备杀回大营一看究竟，忽然季布和钟离昧杀到。王离就上前迎战。双方于是展开了大拼杀，杀得难分难解。楚军为了和秦军有所区别，他们在拼杀的时候，喉咙就发出了惊天动地的呐喊声，还用楚语大叫：“杀尽秦人！报仇雪恨！”因为无所畏惧，他们才能拿出百倍的勇气，打起仗来无不以一当十，以十当百。也因为楚人的愤怒，他们才一个劲地挥舞着锋利无比的武器，对准秦军狠命地捅、刺、劈、砍、扫。这时，整个战场上杀声震天，各种声音震耳欲聋。喊杀声还传到东北方向的联军大营里，把那些作壁上观的联军将士吓得屏声静气，都不敢动弹。他们无法想象在酣战中的楚军是怎样和秦军格斗的？更无法想象今夜的这场战斗究竟是谁胜谁负？但根据以往的经验，他们早就猜出了结果，那就是楚军一定会败。因为项羽虽然很厉害，但他是个人，士兵们根本不可能也像他那样厉害。这是一场双方势均力敌的大决战，不是他一个人的单挑。这样一来，他们中间就有许多人准备开溜了，因为他们跑晚了就会被打败楚军的秦军撵上。与其脑袋搬家，还不如溜之大吉。而那些观战的高层将领，这时也紧张得连巡察逃兵的事情都忘记了。
大战进行了好长一段时间，秦军才慢慢地明白过来，增援他们的并不是秦军，而是楚军，这才争先恐后地向统帅去报告。而战斗中的王离听说章平的军队原来是楚军时，就惊得六神无主，他虚晃一刺，往后退去，然后稳了稳神。这时楚将又杀了上来，他们一齐大叫：“王离匹夫听着，章邯派来的秦军已经被我们的上将军杀败了，你的大营也被我们的上将军踹平了。哈哈！快快下马投降吧？”王离听说自己的军营被项羽踹平了，脑子里‘嗡’的一声，就甩开二人向后退去。季、钟二将紧紧追赶，忽然王离的身后闪出了两员大将，他们是孟防和李遇，立即缠住二人。季布见王离跑了，就弃了秦将去追王离。孟防和李遇双战钟离昧，战不多时，钟离昧恨命一矛刺向孟防，孟防躲闪不及，正中咽喉，翻身落马。李遇睁大眼睛来替战友报仇，将手中的短戟恨命地抛了过来，钟离昧眼明手快，把头一偏，短戟不偏不斜，正刺向身后的另一员副将，那戟尖捣入前胸，从背部穿透，当场死于非命。
原来被刺中的这员楚将是钟离昧的好朋友，二人关系极为亲密。这时钟离昧见好友死了，无比哀痛，就下马准备带走朋友的遗体，可是李遇此时奋力来杀钟离昧。就在这时，又驰来两员楚将，他们是季布的弟弟季心和表弟丁公。二人联手拦住李遇厮杀，一会儿就把李遇斩于马下。季心跳下马来从钟离昧的怀中夺过他朋友的遗体，放在自己的马上，就离开了混乱的战场。他来到一个较为安静的地方，放下遗体后又重新杀向战场，继续战斗。丁公跟在钟离昧的身后一齐拼杀。
混战犹在继续，王离来到了自己的军营。季布赶了上来，大叫：“王离，你敢和我打吗？”王离就与季布交战。二人杀了几十个回合，王离又逃走了。季布紧紧追赶，忽然前方又杀出一将，口中大叫：“不要伤害我家大将军！”原来是秦将韩章赶来助战。韩章抡起大钺，劈头盖脸地朝季布砍来。季布急忙躲闪，韩章刚好靠近自己。季布就从腰间拔出短剑朝韩章砍去，韩章挂了彩，大叫一声，向后退去。季布看时，已经不见了王离。
此时，王离想回营看看究竟是怎么回事，可是一路上都是往营外溃败的秦军，忽然有人大喊：“项羽来啦！项羽来啦！快跑呀！”王离就远远地从火光中看见有一面秦军的大纛旗，就拍马向前，忽然一员神将从门旗下飞马杀出来，道：“王离匹夫，认得我是谁吗？”王离一看是项羽，惊得差点儿掉下马来，只好举戈相迎。二人一连杀了四、五十合。早有两员秦将来救王离，他们是关中将领周熊和王官。项羽一心要活捉王离，大叫：“英布、蒲将何在？”二将听到呼唤，急忙赶来，一人一个拦住了厮杀，六员将领不顾一切地交战。项羽一心要战胜王离，就闪电般地挥舞着那杆神戟，再一次展现了他超人的绝世武功。与此同时，十几年前秦军大举伐楚的场景也再一次逞现在了他的眼前：他想象祖父是怎样被王翦战败的？还有秦军是如何大肆地屠杀楚军的？更让他难以接受的是祖父战败后自杀的情景。这些难以忘怀的痛苦记忆，就迫使他不得不对眼前的王离使出了戟戟不虚刺的恨劲，一连十几个狠招，就杀得王离气喘吁吁，无法抵挡了。这时的王离，也已经知道自己被项羽骗了，他也非常愤怒为什么章邯派出的秦军会变成敌军。他想到这些，心中的愤怒就不断地表现在了他那倨傲的脸上，他的肌肉就在不断地抽搐，脸也一会儿变白一会儿变红。他愤恨项羽，同时也佩服这位不要命的统帅，他是他有生以来在战场上见到过的最为勇敢的斗士。他听说项羽学过万人莫敌的本领，现在看来果然是名不虚传。他不是想象中的那样不堪一击，他和别国的将领大不相同，他和自己在北方厮杀了十多年的匈奴人也完全不一样。匈奴人头脑简单，只会用蛮力，不会使诈，可是这个项羽就不同了。他是怎么知道章平要来的？他是怎么钻的这个空子？却在章邯要配合我夹击他们的时刻，他却及时的赶到！我从未在战场上失败过，今夜遇上他，这是怎么了？我的两腿怎么开始有点发软？
这两位战场上的勇士，双方军队的最高军事统帅，今夜展示的确实是一场人世间罕见的大决战，也是最为惊心动魄的，无与伦比地大决战。项羽忽然瞅中了一个机会，他一戟朝王离的腋下刺来。王离急忙将兵器一拦，左手就出现了松动，那杆长长的金戈就被项羽的铁戟击落在了地上。王离见此，惊恐万状，急忙拔剑来护身。可是剑未出鞘，项羽的铁戟又一次送到，王离猝不及防，就被项羽挑下马来了。王离虽然滚落在了地上，但并没有受伤，就赶紧翻起来准备逃走。可是项羽的铁戟再一次“唰！”地指在了他的眼前。王离就好像是被定住了似的，一动不动了。项羽大吼：“绑了！”楚军见王离被上将军降住了，高兴得手舞足蹈，一涌上前，五花大绑起来。
秦军看到主帅被抓，都急忙来救。项羽大吼一声，风云都好像变色了。秦军连连后退。楚军却齐声高呼：“王离被上将军活捉了！……”秦军本来都是饿着肚子在战斗，现在听到主帅被抓，就像‘猪尿泡上弹刀子，一下子就没气了’，于是出现了前所未有的溃败局面。而此时的楚军却杀得更起劲了，喊杀声也更加猛烈。英布和蒲将就在混乱恐惧中砍下了周熊和王官的脑袋，然后冲到项羽面前大叫：“上将军，秦将的头颅在此！”项羽看见两颗人头，大叫：“王离已被擒获，把他绑在车上，杀向城南大营！”这时季布和钟离也一齐赶到，大家见上将军已经擒了王离，简直高兴极了，就一块把王离绑在一辆战车上，然后驱车向城南大营杀去。
而此时战场的东侧正好相反，楚军反被涉间的优势骑兵冲击得有些不支，但桓楚和于英毫不示弱，依然在拼杀。就在这时，西面的秦军都向这里溃退，有人还大叫：“涉将军，我们的主帅被项羽抓住了！”涉间听了这话，震惊不已，就想过去看个究竟。可是他刚刚赶到大营前，就看见楚军推着一辆车子，上面绑着一个人，他不是别人，正是长城军的统帅王离，楚军还在后面大肆地屠杀秦军呢。涉间惊得失魂落魄，不敢再向前，就向王昂和郭成的东大营奔去了。桓楚、于英见涉间退了，就杀向南营和上将军会合。
这时项羽已经押着王离的车子冲散了城南大营，吴铭和王肃已不知去向。他们就兵分两路，季布、钟离昧、陈余、张敖、桓楚、于英等朝东去攻秦军的城东大营；项羽和英布、蒲将朝西去攻秦军的城西大营，然后到北大营会师。
张耳和赵歇在城头观战，见城下人山人海，兵器的砍剁声，骏马的嘶鸣声，车轮的滚动声，人们的呐喊声，此起彼伏，如同海啸一般。他们还看见楚军作战时奋不顾身，又见项羽已经攻破了秦军的两座大营，很受鼓舞，就把赵军全部集合起来，从西门杀出来，进攻冒渠与和焕的大营。二位秦将没有想到赵军会突围，急忙围堵。时间不大，秦军又惊慌失措地跑来报告：“二位将军不好了，我们的统帅被项羽抓住了，他们还把王将军绑在车上游行哩！”冒渠听到报告，大惊失色，道：“大丈夫应该战死沙场，今夜为国尽忠，死有何惜？”就让和焕立即去向章邯求救，自己率军前来迎战。他来到南营一看，见秦军都向这边溃退，就急忙阻止，可是已经无能为力了。忽然一将拍马杀到，那马体态高大，楚将更是不同凡响。仔细观瞧，正是楚国上将军项羽，举戈相迎。二人还没打上几个回合，冒渠就被项羽刺死在了马下。身后的兵车飞驰前来，秦军看见车上绑的正是王将军，就四散逃命去了。楚军趁势掩杀，秦军的尸体已经堆集得连车子都无法通过。这时，张耳率领的赵军一起来到了项羽的面前，哭拜于地。项羽看到瘦骨嶙峋的赵人，就鼓励他们继续战斗。赵军就汇合在楚军之中，他们有怨的报怨，有仇的寻仇，士气陡然大增，都呐喊着向北营杀去。
再说季布等人杀到城东大营后，涉间率领王昂和郭成顽强抵抗，但是秦军终究还是低档不住楚军的攻击，最后郭成战死了，涉间就领着王昂向东北方向逃去，身后跟着几百人。他们跑到联军大营前，却发现了一个奇怪的现象：就是联军的营垒都筑得高高的，人们从营垒的夹壁缝里向前方偷窥，他们看见满身是血，披头散发的秦军，就好像看见了鬼似的，惊恐万状。一些吓破了胆的人就尿裆的尿裆，撂屁的撂屁，纯粹不成体统。
城北大营在蒙祥和曹庶的阻击下，激战了半个时辰，秦军此时听说主帅已经被楚军俘虏了，再加上饿的没有力气，营寨很快就被攻破，二人就向井陉关逃去。此时天已大亮。
在巨鹿城的周围，躺满了横七竖八的尸体，烟尘依然在滚动，壕沟里已经注满了秦军的鲜血。在这场大战中，楚军牺牲了一万多人，他们一举击溃了秦国的长城军主力，又活捉了统帅王离。两路楚军和赵军就在北门会合，欢呼声此起彼伏。这时赵王也率领文武百官打开北门一齐来见项羽，大家跪在地上泣不成声，百姓也都出来跪迎楚军，哭声震地。从巨鹿被围至今日解围，正好一百天。
项羽就把大家安慰了一番，然后率领赵王进城。大家来到城中一看，满地狼藉，尸骨都塞满了大街小巷，器械还横七竖八的堆放在每个角落里。又来到城头，更是惨不忍睹，大家绕道东门走到南门，看到伤痕累累的战场，就从心里对赵国军民发出了由衷的赞叹，不得不佩服他们是怎样坚守了这么长的时间，最后保住了一个国家，保住了城中每个人的生命和尊严。项羽随后传令楚军全部出城在城南扎营，用战车组成营垒，还帮助赵军清理街道，安抚民众，然后派季布和钟离昧火速前往棘原迎请亚父。有诗赞项羽道：
河北群雄聚，偷窥不见光。
猛夫一叱咤，秦士半伤亡。
杀气冲霄汉，沙场溅血浆。
万人枯骨积，一将大名扬。