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。