就在宋义离开楚营的第二天，钟离昧忽然派人向武信君送来了章邯的投降书，上面写道：
楚项大将军麾下：因为我军粮草已经用完，没有办法再继续打下去了，战马也都杀了充饥，全城军民叫苦不迭，我不想看到百姓被饿死，军士被杀掉，愿意率领全体将士投降楚国，也恳请您的恩准。秦国败军之将章邯致书再拜。
项梁看完信大喜过望，当即批准章邯投降，然后询问濮阳的情况。信使回答：“敌人的粮食早就吃完了，军民都在四处争挖野菜，战马也杀完了，城头上到处都是飞禽啄食的残景，章邯信中所言都是实情。”武信君大喜道：“你先回去告诉钟离将军，让他们做好准备，我随后率领大军前来接受章邯的投降。”信使走后，有人问武信君：“这是不是章邯耍的花招，他在故意欺骗我们？”武信君笑道：“章邯能耍什么花招？他们见救兵不到，不投降就得死，完全是身不由己啊，有什么可怀疑的？”正在说话的时候，忽然范增又派人送来了一份信，信上说：
秦国正在四处征调兵马救援章邯，章邯必定想着战胜楚军。我又夜观乾象，见太白星直犯定陶的上空，主星晦暗，客星倍亮，这预示着主帅凶多吉少，恐怕对大将军不利，因此忧心如焚，就派沛公的大将曹参赶往定陶，以防不测，军队很快就会到达。秦将章邯极会用兵，请大将军一定要小心谨慎。
项梁看完信，心想这不是范增拿天象来诅咒我吗？就很不高兴地说：“章邯约定投降，正应了‘主帅凶多吉少’之事，这说的不就是秦将章邯吗？军师却把主星和客星弄颠倒了，反而怀疑我有不测，真是多虑啦！况且敌人远在东郡，怎么能到达定陶？”就吩咐摆酒设宴，庆贺章邯的投降，一点儿没把范增的话放在心上。
酒喝到天黑，桓楚和于英商议道：“虽然章邯要投降，可范军师的话应该重视，我二人应该长个心眼才对。”就主动出去巡营，一直到了三更时分，都不敢懈怠。忽然有军士前来报告，说宛朐方向发现有一支秦军在活动。桓楚就问有多少人。军士说只看见一些火把，看不清楚人马。桓楚就对于英道：“我亲自前去察看，若是秦军，就杀退他们。”于英道：“章邯不是要约定投降吗，怎么会有兵马前来？这事十分蹊跷，应该先向大将军报告。”桓楚和于英就急忙来见项梁。可是这时项梁已经喝得大醉，根本无法禀报。二人就决定率领一支骑兵出去看个究竟。他们来到城西，果然发现是秦国的增援部队，就打马向前，奋力追杀。秦军丢盔弃甲，大败而逃。原来这支兵马正是章邯派来引诱楚军的鲁范军。二人一口气就追了二、三十里路，还得到了许多战利品。
定陶城外，楚军的大营里，灯火通明，军士们都进入了梦乡。到了四更天，突然一群怪兽出现在了楚军军营的外围，原来它们都是秦军四处收集的耕牛，头上蒙着各种怪兽的图案，双角上绑着锋利的刺刀，在黑夜中如同电光一般阴森恐怖。秦军又在牛尾巴上绑上油布，再点燃了。这些耕牛被火一烧，就哞哞哞地嚎叫着如同出洞的魔鬼，从楚军军营的外围向楚营狂奔而来，锐不可挡。后面紧跟着一队队秦国的精甲铁骑，他们呐喊着就冲进了楚军的军营。只瞬间的工夫，定陶东面旷野上的楚军军营里，万牛奔腾，就如同火山喷发，各种怪异的声音也连成了一片。这时秦国的骑兵军团在章平的率领下也一齐杀到。原来这次夜袭正是章邯沿用了前代名将田单用过的‘火牛阵’的战法。
楚军将士喝了大半夜的酒，才回到大营里睡下，一会儿若雷的鼾声此起彼伏。这时就被这突如其来地声音惊醒了，都惊慌失措地爬出大帐想看个究竟。这不看不知道，一看吓一跳：只见迎面而来的全都是披着铠甲的怪兽，它们或青面獠牙、或面目峥嵘，看上去非常地恐怖吓人，就如同神兵天降。楚军哪敢抵挡，撒腿崩屁地转身逃窜，个个惊得魂飞魄散。怪兽狂奔来到营中，就用带刀的长角抵触楚军。楚军个个人仰马翻，屁滚尿流，哭爹喊娘。有的楚军拼命地向前奔跑，却被怪兽赶上，依然将锋利的尖刀刺进了他们的后背，还有的被尖刀挑起来撂在半空里，受伤的军士杀猪般地嚎叫、哀号。秦军甲士紧随其后，他们个个披坚执锐，逢人就砍，遇头就剁，十多万楚军如同待宰的羔羊，都来不及穿上衣甲，拿起武器，就在恐惧和惊叫声中丧命了，他们或被怪兽的双角刺死、或被精壮的秦军砍翻，都死得凄惨哀哉。
随后，秦国的大队步卒就在无数火把的照耀下如同翻卷的黑色浪潮，直接从北面广阔的平原上席卷而来。秦军的统帅章邯也亲自杀到，长史司马欣紧跟其后。二人气势汹汹地杀到了北城门下，径直冲了进来；董翳从西门杀入；校尉侯健、周书平、张卿臣等从东门杀入，三路秦军如同洪水猛兽一般，从三个城门汹涌而入。顷刻之间，一座定陶城就被秦军冲得七零八落，楚军也都四散逃命。秦军进城后又将火把扔到民房里，城中又燃起了大火，烈焰冲天而起。武信君在府衙里昏睡着，被报告的各路将领惊醒后，大吃一惊，跳起身来，却因酒醉，差点儿栽倒，就醉醺醺地提剑出账，察看情况。