韓信派人暗中探聽，得知李左車的計策沒被採納，非常高興。大膽引兵前來，離井陘口三十里駐紮下來，半夜選二千輕騎兵，人持一面紅旗，從小路來到山坡上僞裝隱蔽起來，窺視趙軍，並且告誡將士：趙軍見我軍出擊，一定傾巢而出，你們就乘機迅速衝入趙軍營地，拔掉趙國旗幟，插上漢軍紅旗。同時命令副將傳令大家：“今天打敗趙軍之後會餐。”將士們誰都不相信，只好假意稱是。韓信又召集將領們分析認爲，趙軍已先佔據了有利的地勢，他們在未見到漢軍大將旗鼓之前，定會擔心我們遇到阻險而退兵，是不肯輕易發兵攻打我們的。於是韓信派一萬人爲先頭部隊，背靠河水擺開陣勢，趙軍見漢軍擺出只有前進而無退路的絕陣，都大笑不已。天剛亮，韓信打起了大將軍的旗號和儀仗鼓吹，擊鼓進軍井陘口。趙軍果出營迎擊，大戰良久，韓信、張耳棄鼓旗，佯裝打敗，退到河邊的軍陣之中。趙軍見狀，果然傾巢而出追逐韓信、張耳，爭奪漢丟下的旗鼓。韓信、張耳退人河邊陣地，水上軍迎戰趙軍，各個拼死作戰，趙軍無法把他們打敗。這時韓信所派的二千輕騎兵，等趙軍傾巢而出追擊漢軍，爭奪戰利品的時候，立即衝入趙軍營壘，拔掉趙軍旗幟，豎起二千面漢軍的紅旗。趙軍久戰不勝，想退回營壘，卻見營中遍是漢軍紅旗，大驚失色，認爲漢軍已經把趙王及其將領全部俘虜了，於是陣勢大亂，四散奔走逃告。趙將雖斬數人，竭力阻止，卻不見成效。這時漢軍兩面夾擊，大破趙軍，在泜水(今河北省魏河)斬殺成安君陳餘，活捉了趙王歇。
韓信又下令軍中不許殺李左車，有能擒者賞千金。不久，擒獲廣武君，韓信親自上前鬆綁，請廣武君面東而坐，自己執弟子之禮。
韓信大獲全勝，諸將前來祝賀，問到：“兵法上說，佈陣應是‘右背山陵，左對水澤’，如今將軍卻背水爲陣，還說破趙軍之後會餐，當時我們不服，然而取勝了，這是什麼戰術?”韓信說：“此在兵法，顧諸君弗察耳。兵法不曰‘陷之死地而後生，投之亡地而後存’乎?且信非得素拊循士大夫，經所謂‘驅市人而戰之’也，其勢非置死地，人人自爲戰;今即予生地，皆走，寧尚得而用之乎!”(《漢書·韓信傳》)諸將聽了都自嘆不如，更加佩服韓信的用兵之術了。