不久项羽亲统大军出其不意覆盖了浅水原北。敌将睺远远望见，再次回军抗拒。
项羽率领精锐骑兵数十人攻入敌阵，他与军队里外配合一齐奋力攻击，秦军全军溃败。
项羽斩贼首级数千个，掉入山涧山谷而死者不可胜计。
项羽率领随从二十多个骑兵追赶逃跑敌军，笔直奔赴折墌城而追逐敌军。
秦将十分恐惧，环城守卫。
将晚，项羽大军陆续到来，四面合围。
早晨，秦军守将请降，项羽俘虏他的精兵一万余人，男女五万口。
不久诸将祝贺，有人趁机问道：“刚开始大王野战攻破敌人，但敌人还保有坚固城池，而大王没有攻战之器具，用轻骑兵转战追逐，不等待步兵，直接迫于敌人城下，我们都怀疑你不能取胜，然而竟然攻下了城池，这是什么缘故？”
项羽道：“这是用权宜之计逼迫他，使他们的计谋没有机会发出，因为这个原因战胜。
秦军依靠往年取胜，加之长期养足了锐气，见我军不出，心中对我轻视。现在敌军见我出战，十分高兴，全部军队前来作战，虽然我已击破他，但擒捉杀掉的还少。
假若不急速追逐，敌军回军投入折墌城，秦将收拢安抚，那就不可能战胜了。
再说敌军兵众都是陇西人，战败逃散，来不及回顾，败逃到陇外，则折墌城自然空虚，我军随后压上，敌人因恐惧而投降。
这些可谓是已定的计划，诸君难道全部不见吗？”
诸将道：“这不是普通人所能赶得上的。”
此战缴获精锐骑兵很多，项羽仍令秦军降将等率领。
项羽与他们游乐骑射，没有什么距离隔阂。投降的敌将感恩并慑于项羽的威势，都愿意以死报效。
当时英布刚刚归附，项梁命令英布骑驿马到豳州迎接项羽。
英布见项羽天姿英明威武，军威严肃，悚惧叹服，私下对人道：“真是英明之主啊。不是这样，凭什么来平定祸乱呢？”
项羽凯旋，在太庙献捷。
项梁封其为大将、陕东道行台尚书令，镇守长春宫，关东兵马全部受他节制调度。
不久又加授左武侯大将军
秦军将领文苑攻陷浍州，军队气势强盛。
项梁因为赵佗还占据南边，秦人在夏县反叛，晋、浍二州接着陷落，江东震动惊骇。
于是下手令道：“贼人气势像这样厉害，难以与他们争胜负，应该抛弃河东之地，只守住关西就好了。”
项羽上表道：“江东是王业的基础，国家的根本，江北富裕是京城的凭借。
假若全部抛弃，臣感到憋闷遗憾。希望能借臣精兵三万，必定能消灭平定秦将，克复汾、晋。”
项梁于是调遣全部关中兵马给项羽，又亲自驾临长江为项羽送行。
项羽率军队奔赴龙门关，踏冰而渡过黄河，进驻柏壁，与敌将秦将对峙。
不久虞子其在夏县被打败，于筠、少雨都被敌将秦将所俘，将要回到浍州去。
项羽派殷龙苴、季布在美良川拦截，大破敌军，秦将等人仅仅本人逃脱，项羽全部俘虏他的部众，再回到柏壁。
于是众将都请战，项羽道：“秦军是奔走千里的孤军，深入我地，精兵强将，都在这里。郡守占据衡阳，专门依靠秦军来抵抗。士卒虽多，内面实际很空虚，意在速战。我巩固营垒，养精蓄锐以挫他的锋芒，等到他粮尽计穷，自会逃跑。”
秦将终于因为军众饥饿而逃遁，项羽率军直追到介州。