從規模上看，秦人出戰的大約有六萬人，標準的五軍方陣，前三後二，每陣萬卒，左右陣兩側後方各有約五千騎兵。
在後陣共設有三座望樓，中間望樓居於兩陣之間，樓上大纛招展，就算在兩百步外，也能看出上麵是一個小篆的“章”字。兩側的望樓則在兩個後陣中，軍旗上一邊是“武叔”，另一邊則是“桓”，據項梁所知，應該是武叔熊和桓範。
前三陣沒有望樓，陣中大旗上分彆是“楊”（楊熊）、“趙”（趙賁）和“公孫”（公孫羽），項梁所知的秦銳軍將軍，除了留守陳留的司馬欣和公叔起，基本都在這兒了。這也就是說，如果今天打敗了眼前的秦銳，就等於將秦銳的主力打敗。
看到公孫羽也在陣中，項梁微微一笑，對今天的作戰有了方略，立即發令招己軍各主將前來。此時項梁軍中的大將主要包含桓楚、項伯、龍且、鐘離眛和丁固，項莊、曹咎之類的還上不得台麵。
各將很快就齊聚項梁車前，聽項梁修改作戰方略後立即各歸本陣進行部署。
由於楚軍的騎軍主要是項羽的八千子弟兵，這支騎軍和劉邦去了雍丘後，項梁手中除了用於斥侯的幾百騎之外就沒有騎兵了，所以項梁列出了一個變形鉤陣，中列方陣四，每陣萬卒，兩側以鉤陣防守側翼，每陣萬五卒，共七萬卒。不過在開始進攻秦軍時兩側鉤陣是向前的，實際是一個雁形陣，目的是集中強弩以箭陣進行遠程打擊覆蓋，並在箭陣進攻後的前行中兩翼逐漸拖後而化為鉤陣。
箭陣遠射，遮蔽了陽光，主要攻擊方向是秦銳前三陣的中陣，中方陣的秦卒感到天瞬間黑了下來。
秦陣的中央前陣是以勇力著稱的楊熊坐鎮，當楚軍箭陣破空而來時，秦銳也發出了自己的箭陣，同時持盾卒舉盾遮蔽。
古時弩箭在未進入肉搏階段時是相互殺傷的主要力量，也是防禦的重點，所以雖然看起來漫天飛蝗蔚為壯觀，實際殺傷力有限。隻是由於扇形的楚軍陣集中向秦中央方陣集中發箭，秦陣的第一波箭陣回擊卻是麵向了四個楚軍方陣，所以分散了秦箭的打擊力，秦銳在箭陣對決中的傷亡明顯要大於楚軍。
項梁在楚陣後麵跟隨前行，一麵行進一麵觀察秦陣的情況。章邯也在前三陣後方的望樓上觀察楚陣變化，並以鼓角和旗號指揮秦陣。楚軍給秦人一個楚軍欲中央突破的印象，所以章邯立即指揮秦軍五陣也集中向麵對中央方陣的兩個楚軍方陣發箭。
當雙方相距不到五十步時，楚軍突然鼓號聲一變，隨之陣型一變，麵向公孫羽所鎮守右陣的兩個楚軍左方陣突然變陣，形成兩個錐形陣左右直切公孫羽的方陣！
麵對麵肉搏開始。
章邯似乎沒有料到項梁會采取攻擊右陣的策略，鼓角和旗號都在一瞬間停滯了。隨即，軍令再次發出，秦銳的中陣開始向右陣靠攏似要救援，但秦軍的中陣和左陣都被楚軍同等兵力的兩陣對麵攻擊給纏住了。所以片刻之後秦軍右陣後的方陣開始動了，方陣一分為二，一半化為橫陣加入公孫羽的方陣進行抗擊，另一半則想要繞過右陣前擊，同時右後的騎軍也向前衝來，意圖側擊楚軍。
隻是秦騎這一救陣措施讓楚軍左側翼沒有了防守的壓力，左側鉤陣也立即變為方陣，加入了對秦銳右陣的混戰中。
與項梁在昌邑看到的情況相同，雖然章邯的指揮沒有問題，但秦軍右後陣的動作太過遲緩，此時公孫羽的右陣已經被楚軍切入了一半，陣型開始散亂。
見勢不妙之下，秦軍左後陣也一分為二，半數開始右移，企圖在前中陣和前右陣之間楔入，頂住楚軍對右陣的攻擊。秦軍右側那五千騎軍在馬上隻能以弩箭射擊，三輪弩箭之後，稍稍後撤，然後全員下馬，急匆匆的組成了一個方陣，與後方繞過來的右後陣一半一齊向前，頂向楚軍左鉤陣化為的方陣，形成三萬五楚軍麵對兩萬秦軍的對抗。
昏天黑地。
在這樣的貼身大混戰中，弩箭已經失去了作用。一伍一什的軍卒抱成一團，以矛、戟、銅劍和圓盾相互攻殺。秦軍右陣內煙塵大起，矛劍閃爍，血汗橫飛。
公孫羽的方陣軍卒顯然是在昌邑與項梁對戰失敗過的，已經顯著的露出了怯戰的態勢，戰力相比楚軍要弱了不少，所以右陣混亂的區域也在逐步擴大。左後陣的一萬卒似乎是參與過昌邑之戰另一批秦卒，因為左後陣對右陣的支援也不如右後陣強。在楚軍的強力猛攻下，秦軍的右陣已經搖搖欲墜，要是沒有兩個後陣援軍的支撐，右陣早就潰散了。
項梁冷眼觀看著這場大戰，沒有驅車向前反而向後轉回了幾十步。他一方麵滿意的看到秦軍因反應遲緩而造成極被動局麵下隻能苦苦支撐，另一方麵他更滿意的看到由於他的出其不意，造成秦軍兩個後方陣都因此加入對右陣的支援，使章邯自身隻有半個方陣兵力的保護。
秦軍此刻已經完全沒有前行主動進擊的能力了，隻是由於後陣的支撐，右陣尚未完全垮掉，前中和前左兩陣也拚力抗住了當麵楚陣的攻擊，整個戰場形成了膠著的態勢。
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突然，楚軍後方號角齊鳴，楚軍右翼的鉤陣猛然向前，行進中變陣為錐形陣，向著秦軍左陣的側後直衝而去。那一側的秦騎連忙向前堵截遲滯楚軍的進攻。但這支楚軍似乎戰力超強，頗有搏命突擊的樣式，導致秦軍後陣最後剩下的半陣也隻好繞過前陣從側麵進前阻擊。
片刻之後，似乎章邯認為取勝無望，金鼓聲中，整個秦軍整體的都開始緩緩後退，右陣和支援右陣的兩個“半陣”都向著中陣的後方退去，中陣和左陣也開始變形，以楊熊所領抗擊力最強的中陣為尖端，左右兩陣化為側翼，形成了一個退守型的鉤陣。
秦軍在遭遇楚軍突襲時行動遲緩，但在後退變為鉤陣時行動卻很迅速，導致大量右陣軍卒被拋棄在陣外，不少人丟了劍戟撒腿就往後跑，被楚軍從背後刺殺和砍殺，然後又改為四散而逃。
秦軍化為鉤陣後就緩慢地開始後撤，此時想要全體撤回定陶城內已不可能，人數太多，入城過程就會造成極大的混亂，所以秦軍一方麵逐步抵抗並撤退，另一方麵兩側的秦騎在變陣時再次上馬，在楚軍兩側發弩騷擾。就這樣慢慢的向北偏西方向撤退，慢慢的從定陶城東退過了定陶。定陶內的兩萬守軍此時也從東北兩門出城列陣，加入抵抗楚軍進攻、掩護秦軍後撤的陣線……
定陶落入了項梁之手。
這一役，秦軍連同定陶守軍全身而退者六萬，在戰場中丟下了戰死和戰傷的軍卒近萬，還有萬把多秦卒潰散。
楚軍也傷亡了近六千卒，秦銳這塊骨頭，並不好啃啊。
根據斥侯偵測，敗退的秦銳軍向西北渡過北濟水，屯紮於北濟水北岸和葭密城之間。葭密城內有兩萬騎軍駐守，此戰中大部潰散的秦卒也都陸續抵達北濟水岸邊歸營。
“沒想到這些刑徒對暴秦還蠻忠誠，居然沒有趁機逃歸各自鄉亭。”定陶城守大堂內，項梁揮手讓稟報情況的斥侯退下。
“某聞，秦以刑徒組軍，許以頂替刑期，一日卒頂一日刑，且軍功也可抵刑。現山東亂，想必這些刑卒認為即使返鄉也仍要加入其他軍伍，還不若繼續留在秦銳中。”宋義解釋道。
“但如此一來，秦銳於葭密的兵力，就仍有六萬步卒，外加三萬騎卒，反而比吾等下定陶前多了一萬。”龍且邊說邊露出一絲憂慮。
“將軍且何須煩惱，這樣的秦銳，多一萬又能如何？騎卒到了戰陣前，也就是步卒，難道他們還能騎馬衝擊？一麵大盾就把他們撞下來了。”鐘離眛用手比劃了一下，堂內將軍們都點頭。
項梁兩手據案“無論騎卒還是步卒，現在秦銳仍有九萬在彼。不過嘛，就定陶之戰來看，秦銳也沒銳到那兒去。我軍經此一戰，傷亡六千，現有兵力六萬五，我已傳令將東緡和昌邑的守軍全部調來，後日即可增萬卒。以秦楚兩軍戰力對比，楚軍七萬五，足以再次擊敗秦銳九萬雜湊之眾。”
“報～～～”堂外又傳來斥侯的喊聲。
“入。”
“報君上，約兩萬秦騎軍打著火把由北而來，從定陶西五十裡急速向西南方向而去。”
項梁猛的站起，走到張掛的牛皮地圖前，手指在斥侯所說方位上比量了一下“這應是項籍和劉季占取雍丘的消息剛傳到章邯耳中，派行動快速的騎軍前去加強陳留防守。”
他略一思忖“命人於後跟蹤秦騎，確保他們不是繞到我軍後方意欲偷襲。”
斥侯領命而出。