陳餘、英布、蒲奢率隊加入楚軍隊伍，使項羽前兩戰損失的兵員得到補充。因英布殺了蘇角，項羽不再追究他們戰敗匿亡之過，仍讓他們率領部隊，戴罪立功。張耳設法與項羽取得聯係，範增要其打開城門，放秦軍進城。與此同時，項羽派出使者聯絡諸侯將領，約定日期，合圍秦軍。諸侯兵靠近後，在巨鹿周圍搭起了十幾處營壘，俟機出動。
秦軍總指揮章邯身在棘原，得知巨鹿兩戰失利後，一方麵派人申斥王離等人，一方麵又增派五萬人前來支援，秦軍總數達到二十萬之多。約定日期已至，兩軍擺開陣勢，打算進行一場正規戰。王離首先向對方喊話：“對方主將何人，報上名來。”項羽騎在高高的烏騅馬上，威風凜凜：“爺爺就是主將，名叫項羽，今天單來取你孫子的頭顱。”王離道：“無名小輩，也敢誇口，老將叫王離，說出來嚇死你！”接著又說：“朝遷大軍有四十萬人，看你陣勢不過三萬人，給我軍塞牙縫都不夠。若是明白，現在投降，還可留你們一幫蠢賊性命，若還反抗，休想活著一個回去。”項羽正要搭話，隊伍中閃出一名士兵，用長矛挑著蘇角的人頭站到前麵，隨後傳出一個沙啞的聲音：“無知秦狗休要誇口，認得這是誰嗎？是你們守衛甬道的將軍的人頭。你們運輸糧草的甬道已被士兵屍體填滿，要不了兩天你們就沒有飯吃了。麵臨餓死，人越多死得越快，還要別人殺嗎？”說話的是範增。
站在前麵的秦軍都看到了蘇角的人頭，聽到了範增的喊話，一陣騷動。範增一句話惹惱王離，罵道：“這個老不死的！”接著大喊：“不要聽他胡沁，將士們衝啊，給我狠狠地殺！”
楚軍自渡河以來，一勝再勝，士氣十分高漲，而且都清楚敵人幾倍於己方，如不完成項將軍戰前給大家的任務，一人殺死五名秦軍，就隻有一死。所以見了敵人來衝，別的什麼都不想，先殺死五個敵人。好在項將軍、英將軍、蒲將軍、季將軍、桓將軍、蕭將軍等都親自殺敵，沒有一個躲在後麵的，這給了士兵們很大的鼓舞。隻見這些士兵個個如有神助，敵人迎麵上來的，把其武器向外一撥，接著就送上一擊，或斬頭顱，或刺心窩，一下斃命。敵人和戰友廝打的，趁其不注意，得手從後麵送上一刀，也無不收獲。這都是軍中教練事前教授的經驗，互相支援，以快取勝，以勇製敵。秦軍置於這種場合，自然也清楚不死拚就隻有一死，所以殺起敵人來，毫不手軟。雙方死傷的人員瞬間躺得滿地都是。活著的人要麼跳到空地上作戰，要麼在屍體上騰挪。
正在兩軍打得不可開交時，張耳打開城門率軍從後麵襲來。這可是數月以來一直想攻沒攻開的難題，有人向王離彙報，是不是趁機占領巨鹿城。王離自恃秦軍人多，全不把楚軍放在眼裏，果斷地說：“當然進去，我們數月來在此苦挨，目的是什麼？就是拿下巨鹿城，消滅趙國。楚軍不足慮，後麵的人員掉頭攻占城池。”
張耳在秦軍後麵虛晃了一陣子，見秦軍掉頭襲來，轉頭又奔回城內，從別的城門溜出，然後從外麵把城門鎖死。這正是範增一計，意在把秦軍引入城內，關門打狗。王離失誤在於，他讓靠近城門的士兵掉頭攻城，外圍的將士並不清楚，加之楚軍早安排了士兵故意散布：“諸侯兵從後麵打來了，秦軍要逃跑，攔住他們！”正在作戰的秦軍不辨真假，也想尋路撤退，不免心慌。王離、涉間看楚軍跟著進城，也想著在城內殲滅楚軍，索性指揮部隊全部轉向城內作戰。
項羽騎在馬上，在秦軍隊伍中耀武揚威，一柄長戟仿佛閃電，遇著的立即腦崩身碎。當場被他殺死的黑衣將士已不下五百人。