另一面又派出一万人为前锋，趁着夜深人静、赵军未察之际，越过井陉口，到绵蔓水东岸背靠河水布列阵势，以迷惑调动赵军，增长其轻敌情绪。
部署甫定，东方天际晨曦微露，决战的一天悄然来临了。
赵军望见汉军背水列阵，无路可以退兵，都禁不住窃窃哂笑，因为兵法上明确规定，布阵要“右倍山陵，前左水泽”，而韩信置兵于“死地”，根本不懂得用兵的常识。
天亮之后，韩信亲自率领汉军，打着大将的旗帜，携带大将的仪仗鼓号，向井陉口东边的赵军进逼过去。
赵军见状，果然踌躇满志，离营迎战。
两军戈矛相交，厮杀了一阵子后，韩信就佯装战败，让部下胡乱扔掉旗鼓仪仗，向绵蔓水方向后撤，与事先在那里背水列阵的部队迅速会合。
赵王歇和陈余见汉军被击败，岂肯轻易放过机会，于是就挥军追击，倾全力猛攻背水阵，企图一举全歼汉军。
汉军士兵看到前有强敌，后有水阻，无路可退，所以人人死战，个个拼命，赵军的凶猛攻势就这样被抑制住了。
这时，埋伏在赵军营垒翼侧的汉军二千轻骑则趁着赵军大营空虚无备，突然出击，袭占赵营。
他们迅速拔下赵军旗帜，插上汉军战旗，一时间红旗林立，迎风招展。
赵军久攻背水阵不下，陈余不得已只好下令收兵。
这时赵军才猛然发现自己大营上插满了汉军红色战旗，老巢已经易手。
这样一来，赵军上下顿时惊恐大乱，纷纷逃散。
占据赵军大营的汉军轻骑见赵军溃乱，当即乘机出击，从侧后切断了赵军的归路。
而韩信则指挥汉军主力全线发起反击。
赵军仓皇向泜水方向败退，被汉军追上，结果全部歼灭，陈余被杀，赵王歇和李左车束手就擒。
在井陉之战中，韩信取得作战胜利，关键在于他能够充分发挥主观能动性，有计划地制造和利用赵军的错误，巧妙地掌握士卒“兵士甚陷则不惧，无所往则固，深入则拘，不得已则斗”这一心理状态。
韩信奇正并用，背水列阵，灵活用兵，出奇制胜，速战速决，从而一举全歼赵军，谱写了中国古代战争史上精彩篇章。
赵军的失败，则在于主帅陈余迂腐而又傲慢，并拒绝采纳谋士李左车正确的作战方案，昧于了解汉军的作战意图。
终于使赵军丧失了优势和主动地位，在处处被动中遭到全歼。
韩信击败了赵国主力，将赵王活捉，为刘邦又开拓了一片土地，此战成为了华夏历史上又一个以少胜多的着名战役。
井陉之战的结局，对楚汉战争的整个进程具有重大的意义。
汉军的胜利，使得其在战略全局上渐获优势，为下一步“不战而屈人之兵”、兵不血刃平定燕地创造了声势和前提。
而且此战役还为东进击齐铺平了道路，从而造就了孤立项羽的有利态势。
这虽然是一次战役规模的战争，但却有着战略性质的地位。
