从规模上看，秦人出战的大约有六万人，标准的五军方阵，前三后二，每阵万卒，左右阵两侧后方各有约五千骑兵。
在后阵共设有三座望楼，中间望楼居于两阵之间，楼上大纛招展，就算在两百步外，也能看出上面是一个小篆的“章”字。两侧的望楼则在两个后阵中，军旗上一边是“武叔”，另一边则是“桓”，据项梁所知，应该是武叔熊和桓范。
前三阵没有望楼，阵中大旗上分别是“杨”（杨熊）、“赵”（赵贲）和“公孙”（公孙羽），项梁所知的秦锐军将军，除了留守陈留的司马欣和公叔起，基本都在这儿了。这也就是说，如果今天打败了眼前的秦锐，就等于将秦锐的主力打败。
看到公孙羽也在阵中，项梁微微一笑，对今天的作战有了方略，立即发令招己军各主将前来。此时项梁军中的大将主要包含桓楚、项伯、龙且、钟离眛和丁固，项庄、曹咎之类的还上不得台面。
各将很快就齐聚项梁车前，听项梁修改作战方略后立即各归本阵进行部署。
由于楚军的骑军主要是项羽的八千子弟兵，这支骑军和刘邦去了雍丘后，项梁手中除了用于斥侯的几百骑之外就没有骑兵了，所以项梁列出了一个变形钩阵，中列方阵四，每阵万卒，两侧以钩阵防守侧翼，每阵万五卒，共七万卒。不过在开始进攻秦军时两侧钩阵是向前的，实际是一个雁形阵，目的是集中强弩以箭阵进行远程打击覆盖，并在箭阵进攻后的前行中两翼逐渐拖后而化为钩阵。
箭阵远射，遮蔽了阳光，主要攻击方向是秦锐前三阵的中阵，中方阵的秦卒感到天瞬间黑了下来。
秦阵的中央前阵是以勇力著称的杨熊坐镇，当楚军箭阵破空而来时，秦锐也发出了自己的箭阵，同时持盾卒举盾遮蔽。
古时弩箭在未进入肉搏阶段时是相互杀伤的主要力量，也是防御的重点，所以虽然看起来漫天飞蝗蔚为壮观，实际杀伤力有限。只是由于扇形的楚军阵集中向秦中央方阵集中发箭，秦阵的第一波箭阵回击却是面向了四个楚军方阵，所以分散了秦箭的打击力，秦锐在箭阵对决中的伤亡明显要大于楚军。
项梁在楚阵后面跟随前行，一面行进一面观察秦阵的情况。章邯也在前三阵后方的望楼上观察楚阵变化，并以鼓角和旗号指挥秦阵。楚军给秦人一个楚军欲中央突破的印象，所以章邯立即指挥秦军五阵也集中向面对中央方阵的两个楚军方阵发箭。
当双方相距不到五十步时，楚军突然鼓号声一变，随之阵型一变，面向公孙羽所镇守右阵的两个楚军左方阵突然变阵，形成两个锥形阵左右直切公孙羽的方阵！
面对面肉搏开始。
章邯似乎没有料到项梁会采取攻击右阵的策略，鼓角和旗号都在一瞬间停滞了。随即，军令再次发出，秦锐的中阵开始向右阵靠拢似要救援，但秦军的中阵和左阵都被楚军同等兵力的两阵对面攻击给缠住了。所以片刻之后秦军右阵后的方阵开始动了，方阵一分为二，一半化为横阵加入公孙羽的方阵进行抗击，另一半则想要绕过右阵前击，同时右后的骑军也向前冲来，意图侧击楚军。
只是秦骑这一救阵措施让楚军左侧翼没有了防守的压力，左侧钩阵也立即变为方阵，加入了对秦锐右阵的混战中。
与项梁在昌邑看到的情况相同，虽然章邯的指挥没有问题，但秦军右后阵的动作太过迟缓，此时公孙羽的右阵已经被楚军切入了一半，阵型开始散乱。
见势不妙之下，秦军左后阵也一分为二，半数开始右移，企图在前中阵和前右阵之间楔入，顶住楚军对右阵的攻击。秦军右侧那五千骑军在马上只能以弩箭射击，三轮弩箭之后，稍稍后撤，然后全员下马，急匆匆的组成了一个方阵，与后方绕过来的右后阵一半一齐向前，顶向楚军左钩阵化为的方阵，形成三万五楚军面对两万秦军的对抗。
昏天黑地。
在这样的贴身大混战中，弩箭已经失去了作用。一伍一什的军卒抱成一团，以矛、戟、铜剑和圆盾相互攻杀。秦军右阵内烟尘大起，矛剑闪烁，血汗横飞。
公孙羽的方阵军卒显然是在昌邑与项梁对战失败过的，已经显著的露出了怯战的态势，战力相比楚军要弱了不少，所以右阵混乱的区域也在逐步扩大。左后阵的一万卒似乎是参与过昌邑之战另一批秦卒，因为左后阵对右阵的支援也不如右后阵强。在楚军的强力猛攻下，秦军的右阵已经摇摇欲坠，要是没有两个后阵援军的支撑，右阵早就溃散了。
项梁冷眼观看着这场大战，没有驱车向前反而向后转回了几十步。他一方面满意的看到秦军因反应迟缓而造成极被动局面下只能苦苦支撑，另一方面他更满意的看到由于他的出其不意，造成秦军两个后方阵都因此加入对右阵的支援，使章邯自身只有半个方阵兵力的保护。
秦军此刻已经完全没有前行主动进击的能力了，只是由于后阵的支撑，右阵尚未完全垮掉，前中和前左两阵也拼力抗住了当面楚阵的攻击，整个战场形成了胶着的态势。
突然，楚军后方号角齐鸣，楚军右翼的钩阵猛然向前，行进中变阵为锥形阵，向着秦军左阵的侧后直冲而去。那一侧的秦骑连忙向前堵截迟滞楚军的进攻。但这支楚军似乎战力超强，颇有搏命突击的样式，导致秦军后阵最后剩下的半阵也只好绕过前阵从侧面进前阻击。
片刻之后，似乎章邯认为取胜无望，金鼓声中，整个秦军整体的都开始缓缓后退，右阵和支援右阵的两个“半阵”都向着中阵的后方退去，中阵和左阵也开始变形，以杨熊所领抗击力最强的中阵为尖端，左右两阵化为侧翼，形成了一个退守型的钩阵。
秦军在遭遇楚军突袭时行动迟缓，但在后退变为钩阵时行动却很迅速，导致大量右阵军卒被抛弃在阵外，不少人丢了剑戟撒腿就往后跑，被楚军从背后刺杀和砍杀，然后又改为四散而逃。
秦军化为钩阵后就缓慢地开始后撤，此时想要全体撤回定陶城内已不可能，人数太多，入城过程就会造成极大的混乱，所以秦军一方面逐步抵抗并撤退，另一方面两侧的秦骑在变阵时再次上马，在楚军两侧发弩骚扰。就这样慢慢的向北偏西方向撤退，慢慢的从定陶城东退过了定陶。定陶内的两万守军此时也从东北两门出城列阵，加入抵抗楚军进攻、掩护秦军后撤的阵线……
定陶落入了项梁之手。
这一役，秦军连同定陶守军全身而退者六万，在战场中丢下了战死和战伤的军卒近万，还有万把多秦卒溃散。
楚军也伤亡了近六千卒，秦锐这块骨头，并不好啃啊。
根据斥侯侦测，败退的秦锐军向西北渡过北济水，屯扎于北济水北岸和葭密城之间。葭密城内有两万骑军驻守，此战中大部溃散的秦卒也都陆续抵达北济水岸边归营。
“没想到这些刑徒对暴秦还蛮忠诚，居然没有趁机逃归各自乡亭。”定陶城守大堂内，项梁挥手让禀报情况的斥侯退下。
“某闻，秦以刑徒组军，许以顶替刑期，一日卒顶一日刑，且军功也可抵刑。现山东乱，想必这些刑卒认为即使返乡也仍要加入其他军伍，还不若继续留在秦锐中。”宋义解释道。
“但如此一来，秦锐于葭密的兵力，就仍有六万步卒，外加三万骑卒，反而比吾等下定陶前多了一万。”龙且边说边露出一丝忧虑。
“将军且何须烦恼，这样的秦锐，多一万又能如何？骑卒到了战阵前，也就是步卒，难道他们还能骑马冲击？一面大盾就把他们撞下来了。”钟离眛用手比划了一下，堂内将军们都点头。
项梁两手据案：“无论骑卒还是步卒，现在秦锐仍有九万在彼。不过嘛，就定陶之战来看，秦锐也没锐到那儿去。我军经此一战，伤亡六千，现有兵力六万五，我已传令将东缗和昌邑的守军全部调来，后日即可增万卒。以秦楚两军战力对比，楚军七万五，足以再次击败秦锐九万杂凑之众。”
“报～～～”堂外又传来斥侯的喊声。
“入。”
“报君上，约两万秦骑军打着火把由北而来，从定陶西五十里急速向西南方向而去。”
项梁猛的站起，走到张挂的牛皮地图前，手指在斥侯所说方位上比量了一下：“这应是项籍和刘季占取雍丘的消息刚传到章邯耳中，派行动快速的骑军前去加强陈留防守。”
他略一思忖：“命人于后跟踪秦骑，确保他们不是绕到我军后方意欲偷袭。”