来自不同诸侯，指挥混乱，又毫无防备，根本无法组织有效的抵抗。士兵们只顾着四散奔逃，自相践踏的死者比被楚军斩杀的还多。南路军的士兵想往中路靠拢，中路军的败兵又冲散了北路军的阵型，数十万大军如同无头苍蝇，在萧县至彭城的旷野上狂奔。
楚军则如同一把锋利的剃刀，在汉军阵中反复冲杀。项羽一马当先，霸王剑上下翻飞，所过之处尸横遍野，无人能挡。他的亲兵卫队更是精锐中的精锐，紧紧跟随在他身后，撕开一道又一道口子。从清晨到正午，短短几个时辰，这场战斗就演变成了一场一边倒的屠杀。汉军在彭城近郊的谷水、泗水岸边尸积如山，被斩杀者超过十万人，河水都被鲜血染红，漂浮的尸体堵塞了河道。
那些昨日还在楚宫中饮酒作乐的诸侯将领，此刻早已魂飞魄散。韩王信、司马欣等人率先带着残部逃窜，魏王豹则在乱军中不知所踪。刘邦在夏侯婴的拼死护卫下，趁着楚军追杀溃散汉军的间隙，才得以逃出重围，向着沛县方向狂奔——他精心策划的彭城之战，就这样以一场惨败拉开了序幕，而楚汉相争的真正炼狱，才刚刚开始。
彭城一战，刘邦遭到了自起兵以来的最大的惨败，楚军依靠项羽坚毅果敢的指挥，以3万之师击溃诸侯联军56万之众，是中国历史上以少胜多的著名战例。