经过对地势的分析，韩信最终看中了井陉关口前20公里的半岛之地，这块地平坦且狭长，正面对着赵军的军队，后面倚靠着一条河。这块地只能正面交战，无法左右夹攻，后面更无法派来追兵，是绝佳的交战之地。决战的前一天晚上，韩信开始实施他的作战部署，先是指挥他的军队查扎下军营，又挑选两千多名精英骑兵，手持着汉军的红色战旗潜伏在赵军军营的侧面，随后派出1万士兵作为前锋先行出战。陈瑜派兵前去探消息，知道韩信的军队背着河流列阵，没有路可以撤退的时候，开始嘲笑韩信不会作战，把自己置于无可退路的地步，毕竟切断自己的退路可是兵家的大忌。
第二天决战正式开始，韩信率1万精兵先去迎战，然后假装战败退回。陈余没有怀疑，便带兵追击韩信，一路追到了半岛之地。韩信后方扎营的军队一涌而上，士兵们发现后无退路、前有强兵，只能奋勇作战，军队气势如虎。而赵军在这狭长的地带中不能够发挥人数众多的优势，不能够分散人群左右夹攻，只能正面迎敌，再加上汉军的英勇奋战使得赵军没有占得半点优势。陈余一看，这样坚持下去不是办法，便想着先撤回军队。
陈余带领着赵军一路撤回到井陉关口，发现军营早已被韩信派遣的两千多名骑兵占领，遍插汉军的红色战旗。陈余一下子无法确认，汉军到底有多少人，又应该如何作战，只能往两边撤退。赵军的士兵看到奋不顾身的汉军，以及被占领的赵军军营，感觉大势已去，便纷纷开始逃亡。就这样韩信拿下了井陉之地，以3万士兵战赢了陈余的10万大军。
陈余之所以率领10万大军也战败，主要是他太自负。他认为韩信出身贫寒，又受过胯下之辱，是一个乞丐，没有勇也没有谋，不配与他交战。再加上他本是汉国的大将军，地位非常高，战败后带领20万军队投靠项羽。虽然20万大军军被屠杀，但是项羽将他封为诸侯，他不仅有权有土地还有地位，就更加看不上韩信了。也正是这样，韩信巧妙的利用了他的心理，故意在大河前面列阵误导陈余，又假装战败诱导陈余追击，善于指挥作战的韩信，自然就取得了胜利。
