蕭縣這裏也有漢兵營寨屯紮，是劉邦用來防範項羽的。但自從攻下彭城以來，都不見項羽動靜，加上他們也認為項羽不會舍近就遠，所以這支漢兵顯得十分放鬆，一點戒備心也沒有。這夜，漢軍如常早歇，將近天明，全營的將士陸續睡醒，剛起床來，就突然聽見兵甲聲大作，殺聲震耳欲聾，漢軍將士還沒反應過來，就見萬馬奔騰，衝突而入，原來是項羽的三萬精騎殺到。漢兵哪裏有反抗餘力，被楚軍在營內來回衝殺，任意蹂躪，死傷不計其數，能夠逃出的，也是慌不擇路。而項羽並不打算停歇，他指揮全軍從後掩殺，長驅直進，撲向彭城。
劉邦每日耽於酒色享樂之中，晚上喝醉，白天遲起，眾將也是醉臥數天，不知早晚。當城中響起警報鍾聲，方才驚醒所有人來，探子急報，說楚軍已臨城下，嚇得眾將盡皆失色，急忙來入稟漢王。劉邦聽見外間起哄，撐起身來，揉開雙眼，讓侍臣為他穿好衣服，扶下床榻，便出宮來見眾人。
他看見眾將倉皇的神色，就問：“大家是怎麼了？為何如此驚慌？”
隻見陳平道：“大事不好了，漢王！項……項羽帶兵殺回來了，已經兵臨城下。”
“啊！”劉邦也即時嚇得全醒了，忙道：“項羽怎麼會陡然而至？為何前方邊防一點動靜都沒有？”
張良道：“項羽一定是繞道而來，才會避開了我們布防的大軍。”
劉邦驚慌道：“這……如何是好？”
樊噲道：“怕什麼，漢王！項羽兵馬不多，我們隻要集齊大軍出城跟他決一死戰，可以一舉把他滅了。”
劉邦道：“項羽的人馬不多麼？”
“是啊，剛才我到城上看過了，最多不過幾萬人而已。”
劉邦一聽，登時鬆了口氣，便說：“好，調動全軍，與項羽決戰！”他還親自披掛上陣，乘著戰車，帶領大軍，開城而出。
兩軍列陣於平原之上，劉邦站在車上，遙望過去，隻見項羽騎著烏難馬，身穿鐵甲，手持長槊，立於全軍最前方，臉上怒容滿布，大吼一聲道：“呔！無恥無信的劉邦，敢奪我據地，快來受死！”楚軍將士也齊聲吆喝，震天動地，這陣氣勢已經讓漢兵膽怯起來。當項羽帶頭衝出，三萬楚軍精騎排山倒海般衝來的時候，漢軍更是心膽俱裂，前部一觸即潰，三萬鐵騎狂飆突進，漢軍根本無能抵抗，隻有且戰且退。
兩軍這一進一退之下，交戰了十場，漢軍全敗。項羽更是如天神降凡一般，長槊所到之處，落馬者數不勝數，眨眼就被項羽衝到了劉邦的戰車前。劉邦大驚失色，高呼救駕。隻見樊噲引著十數名鐵甲衛士殺出，截住項羽廝殺。但項羽的長槊如狂龍飛翔，有橫掃千軍之力，樊噲及十餘衛士雖是勇猛之輩，卻也抵擋不住。其餘眾將紛紛趕來助戰，合戰項羽，都是敵不住項羽的神力，數名甲士被挑下馬，眾將之中也有不少被傷。
劉邦眼見無人能擋項羽，隻怕項羽很快就能殺過來，危急之際，劉邦便叫夏侯嬰策車逃走。夏侯嬰當即鬆韁放馬，使戰車轉向，奪路而逃。為了保命，夏侯嬰也不管方向，專挑人少的地方飛奔，總算被他逃出戰場。
劉邦已逃，眾漢兵漢將更無心戀戰，紛紛敗逃，項羽揮兵窮追，不讓漢軍有喘息餘地。這漢軍一路逃來，牽動其餘各部人馬，使他們也爭相逃竄，結果五十六萬大軍被項羽三萬精騎趕殺，如洪水急瀉，丟盔棄甲，連綿數十裏。
聯軍逃到穀泗二水旁，這裏沒有那麼多船渡河，隻好涉水而逃，結果又相互踐踏，做成巨大傷亡，項羽的人馬則在後盡情屠殺，結果被殺了十餘萬。剩下的三四十萬人又往南逃入山中，楚兵仍然不舍追擊，在山中又殲敵數萬。餘下的聯軍又逃到靈璧縣的東麵，爭渡睢水而逃，水中溺死的、上岸相擠而落的，又有十多萬人，結果屍體堆積，塞斷水流。