锐强大，不久前又有五千陈馀军的覆军之鉴，救赵的诸国军队没有人再敢主动攻击秦军。诸部援军深壁高垒，固守不出，一心一意等待楚军主力的到来。

项羽是勇猛无畏的军事天才，当陈馀再次请兵的使者到来时，他决定集中兵力，首先与王离军决战。王离军是秦军精锐的主力部队，长期屯守北疆，曾经在名将蒙恬的统领下击败匈奴。秦末乱起，一直在黄河以北与赵、燕、齐军作战，是围攻巨鹿的主力。但是，当楚军插入王离军和章邯军之间，王离军的粮道被切断，一时陷于诸国联军反包围的不利形势当中。项羽抓住战机，他命令英布和蒲将军就地坚守，务必抗住章邯军的反扑，阻止章邯军打通与王离军联系的企图，自己则统领楚军主力，一举渡过漳河。渡过漳河以后，项羽作出了一项震动全军、青史留名的重大决定。他下令全军将士，人人备足三天的干粮，然后，将渡船全部凿沉，帐篷全部焚毁，釜甑等炊事用具也全部砸碎，自绝退路，宣示全军将士唯有速战快胜、断无败退生还的决心。

楚军破釜沉舟，除了三日以内战胜秦军外，没有生还的可能，人人誓死决战。楚军逼近巨鹿，迅速对王离军展开猛烈的攻击。一日之内，楚军与秦军连续交战九次，楚军连战连捷，破秦军甬道，拔秦军壁垒，秦军主帅王离被俘，副将苏角被杀，另一名秦军副将涉间被楚军包围不肯投降，自焚而死。当楚军攻击王离军时，各国援军不敢轻举妄动，都到军营的外壁上观看虚实动静。巨鹿城外的原野上，蓝天白云之下，楚军旗帜鲜明，金鼓严整。烟尘滚滚之中，楚军将士呼喊之声惊天动地，人人奋勇当先，怒号击杀秦军。秦军军阵，步步退溃，秦军军营，逐一起火，秦军将士，身首分离。日出两军开战，日中生死逼迫，日斜过午，楚军大捷，王离军败局已定。目瞪口呆观望于壁上的各国援军，这时方才省悟过来，纷纷开营出军，配合楚军攻击溃退的秦军。

战斗结束以后，项羽传令召见各国军将领，诸将战战兢兢，穿越尸骨堆积如山、鲜血集流如河的战场，来到用作楚军统帅部的王离军大营。战尘弥漫之中，刀光闪动之下，进入军营辕门的诸将，无不低身膝行，诚惶诚恐。当他们来到项羽面前时，没有人敢抬头仰望。经过这次战斗，各国军将领对项羽归心畏服，一致公推项羽为诸国联军统帅。