为范增服丧三日后，将士们都换掉了白衣，只有项羽、项庄等项家兄弟仍在铠甲外罩上白衣。
项羽将所有兵力集中，将荥阳城包围得水泄不通，挥剑下令猛攻。刘邦下令汉军殊死抵抗，楚军则不断拼死冲锋，因为荥阳城城高墙厚，汉军又有兵力优势，所以虽然勇猛无敌，但一时也难很快攻进城去。
楚军从早上攻城，一直激战到晚上，仍在不断冲锋，势必要攻杀进入。到了晚上，汉军和楚军都已经死伤累累，但楚军仍斗志旺盛，汉军则渐渐抵挡不住，荥阳城就快守不住了。
刘邦急得团团转，对陈平、张良等人说道：“这可怎么办呢？项羽已经完全疯狂了，即使我现在投降，他也肯定会杀了我为亚父报仇。还有你们，你们也别想活命了。”
陈平沉思一会儿，说道：“我有个计策可以助大王脱困。”
“快说，什么计策？”刘邦问。
陈平道：“声东击西。大王将城中女子都集合起来，让她们穿上士兵的衣服，再让人假扮大王，率领她们从东门杀出。大王便可趁乱从西门遁走。”
刘邦大喜道：“好，就用这个计策，快去布置吧！”
楚军点着火把连夜猛攻荥阳城，就在荥阳城快被攻破时，突然东城门大开，汉将纪信假扮刘邦率领两千女子假扮的军队杀了出来。楚军误以为真是刘邦，蜂拥而向东门围来，假刘邦坐在黄色屋车里，命人向楚军高喊道：“城中食尽，汉王投降了！”楚军一听刘邦投降了，立刻欢呼起来：“万岁！万岁！万岁！”就在此时，西城门已经没有了楚军，刘邦和陈平等数十人狼狈逃出，乘夜色逃遁而去。
项羽打马来到城东门，对着黄色屋车道：“汉王既然已经投降，何不出来相见？”
这时，纪信打开车帘跳下车来。项羽惊问：“你是何人？”
纪信道：“我乃汉王大将纪信也！”“汉王何在？”项羽问。
纪信得意地笑道：“汉王早已出城远去了！”项羽闻言大怒，抢过身边一名军士的火把向纪信扔去，下令道：“焚杀之！”于是上百只火把纷纷向纪信砸去，纪信深陷一片火海，哀号着死去。
这时，荥阳城东门和西门都已重新合上，刘邦留下御史大夫周苛、枞公和魏豹一同守城。
刘邦之前胁迫着魏王魏豹跟随自己去攻打彭城，从彭城大败而回后，魏豹又重新投靠了项羽。刘邦想打魏豹，却力不从心，就派谋士去游说魏豹投降。魏豹回绝道：“人生一世，如白驹过隙，荣华富贵又算得了什么？汉王为人轻慢无礼，喜欢肆意侮辱人，将诸侯臣下像奴隶一样骂来骂去，一点也没有君主的礼节，我不想再见他。”谋士将魏豹的这番话原原本本地回去告诉刘邦后，刘邦气得大骂起来，立刻派韩信率军攻打魏国，灭掉魏国，将魏豹作为俘虏带到了荥阳。刘邦没有杀掉魏豹，因为杀掉魏豹的话，他怕再招降别的诸侯就难了，所以就让魏豹做了御史大夫。魏豹整天面对着张口就骂人的刘邦，又从诸侯王一下子变成了小小的御史大夫，还得被迫和对自己有恩的项羽（项梁曾借兵给魏豹，助魏豹收复魏国）生死相斗，其痛苦可想而知。
可能是魏豹对刘邦表现出的厌恶情绪有点明显，所以周苛和枞公这两个刘邦的铁杆忠臣就暗里谋划道：“魏豹是反复无常之人，向来亲附楚国，很可能会暗中投降楚军，与楚军里应外合袭取城池。为防意外，应该将其杀掉。”于是两人杀掉了魏豹。
烧杀纪信后，项羽继续率军攻打荥阳城，终于将荥阳攻破，周苛和枞公都被生擒。项羽见周苛甚有勇力，想收为己用，就说道：“公为我将，我拜公为上将军，封三万户！”周苛骂道：“我劝你还是早早投降汉王吧！你是打不过汉王的，迟早会成为汉王的阶下囚！”项羽大怒，下令道：“拉出去，烹杀！将枞公一并斩首！”
