陈余打败张耳，全部收复了赵地，并把赵王歇从代郡接回来（此前他已被项羽改封为代王），仍然做赵国的国王。赵王对此非常感激，于是又把陈余封为代王。当时，陈余认为赵王的势力还比较弱小，国家刚刚安定，还需要进一步巩固，所以就没有去自己的封国，而是留在赵都辅佐赵王，而任命夏说为代国的丞相，前去镇守代国。
后来刘邦曾想拉赵国与自己一起共同对付项羽，可是，陈余却抛给了刘邦这样一句话：我们一起联合对付项羽可以，但是，你必须杀掉张耳。刘邦假装答应，让陈余出兵共同攻打项羽，但是陈余很快就弄清楚刘邦并未杀张耳，于是一怒之下反而倒向了项羽，与项羽结成了联盟。此时田荣已经被项羽攻灭，他的弟弟田横立其子田广为齐王，继续在齐国扯起反项大旗。
可见，刘邦之所以要指派张耳做韩信的助手，一则因为张耳曾为赵相，后为常山王统治赵地（实际上就是赵王），对赵国的形势比较了解，二则因为他和陈余之间的不共戴天之仇，此去是为了复仇，所以势必会尽心尽力，成为韩信名副其实的好帮手。
陈余一听韩信与张耳率军攻打代国，便急令丞相夏说率兵至阏与（今山西和顺县）一带设防，阻止韩信的北上。但是，夏说根本就不是韩信的对手，一番交战之后，韩信就在阏与击败代兵，并俘虏了夏说，队伍也得到了扩大。但不巧的是，此时刘邦在荥阳战事不利，遣使前来收了韩信的精兵，前往增援荥阳。韩信和张耳不得不紧急招募起一支两三万人的部队，继续东下攻赵。
陈余听说夏说战败被俘，便立即整军备战，将赵国的20万大军屯聚在军事要地井陉口（今河北井陉市），准备迎击韩信的3万军队。
井陉口是韩信攻赵的必经之地，要想攻灭赵国，必须拿下井陉口。而对于陈余来说，只要守住了井陉口，赵国就可以高枕无忧，并乘机光复代国。
当时，陈余手下有个非常了不起的谋士，这个人就是广武君李左车，他看到陈余在军事部署上采用的是主动出击的战法，便向他建议说：“大王，韩信这个人以前虽然没有什么名气，但是，他拜将以后暗度陈仓，平定三秦；奉刘邦之命渡过黄河后，瞬间俘虏了魏王豹，又在阏与很快打败咱们代国的精兵，并生擒丞相夏说，屡战屡胜，可见这个人并非等闲之辈。现在又有常山王张耳做他的助手，这张耳原是赵国的丞相，与你一起共同辅佐过赵王，对赵国的情况非常了解，所以．大王千万不可轻敌。现在韩信连战皆胜，正想乘胜利之势一举攻下赵国，此时他的士气很盛，锋芒毕露，我们千万不能和他硬拼。”
不过，李左车在指出韩信兵锋正盛时，也分析了他的不利形势。他说：“我常听人说：‘千里之外运粮，士兵必有饥色；现打柴草烧饭，士兵一定吃不饱。’韩信率大军劳师远征，已经远离了他的后方供应基地，粮食补给一定很困难。况且井陉这个地方道路狭窄，车不能并列而进，骑兵不能并排而行，交通很不方便，行军几百里后，韩信大军的粮草必然会落在队伍的后面。”
李左车顿了顿，继续说：“臣请代王拨给我3万人马作为奇兵，从小路上出其不意地绕到韩信大军的背后，截获他的军需物资，切断他的补给供应；大王在前线挖深沟、筑高壁，坚守不战。这样一来，韩信进不能战，退不得还，势必会陷入进退两难的境地。那时我再率兵不断骚扰他的后方，使他在当地也找不到吃的东西，照这样下去，用不了10天，大王就可以擒杀韩信和张耳了。”
客观地说，李左车的建议是很切合实际的，如果当时陈余采纳了他的意见，这场战争的结局恐怕就要改写了，即使不能如李左车所说的那样擒杀韩信和张耳，至少韩信也会知难而退，徐图再进。可是，陈余偏偏就是个很自负的人，很难听进别人的意见，尽管李左车一再请他考虑一下自己的意见但是他根本就没有把韩信放在眼里。在他看来，韩信算老几，当年他和项羽、刘邦一起并肩灭秦的时候，韩信不过是个谁都不会正眼看他的小角色，一个钻别人裤裆的人还会有什么大本事呢？这是一方面。另一方面，陈余之所以不采纳李左车的建议，还在于双方力量上的差距。韩信只有不到3万人的军队，而且这些军队是他新招募而来的，没有经过正规训练，战斗力大打折扣，他先前的精兵已被刘邦派人调去参加荥阳保卫战了。对于这一点，陈余很清楚，他也是一个非常重视情报工作的人。相反，自己手中却拥有20多万赵国的精锐部队，并且占据着有利的地形，居高临下，易守难攻。而且自己以逸待劳，军队的后勤补给充足，所以，根本没有必要像李左车那样把一场稳操胜券的战争想象得那么复杂。
陈余见李左车一个劲儿地要求自己考虑他的意见，很不耐烦，居然搬出了这样一套理论：我们保家卫国是正义的一方，他们是侵略者，是非正义的一方，自古以来，正义之师是不用诈谋奇计取胜的。见李左车苦谏不休，他甚至还搬出了兵法上说的那一套，说什么“十则围之，倍则战”，即兵力如果是敌人的十倍，就包围敌人，困死敌人；如果是敌人的两倍，那么就一鼓作气地消灭敌人。为了进一步打消李左车的疑虑，他也给李左车分析起了形势，他说，“韩信虽然号称有数万兵马，实际上具有作战能力的也就几千人，况且他不远千里来攻打我们，沿途战事不断，早已疲惫至极。像这样一支疲惫不堪、缺乏战斗力的队伍，我们都不敢正面迎击它，那么将来再碰到更强大的军队，我们是不是连仗都不敢打了呢？如此一来，其他诸侯国都会认为我们是胆小鬼、怕死鬼，不把我们放在眼里，动不动就派兵来打我们一下，那我们今后的日子还怎么过呢？”
李左车的建议最终没有被陈余采纳，他只好步出帐外，长叹一声，大概还说了类似“我们都要成为韩信的阶下囚了”，当然，这是我们的猜想。不过可以肯定，此时的李左车情绪非常低落，非常无奈，谁让自己摊上这样一个固执己见、书生气十足的主呢？而陈余则按自己的想法进行军事部署了。
但是，他们君臣之间的这场争论很快就传到了韩信的耳朵里。军事家之所以是军事家，并不是因为他有三头六臂，或者比别人多长几个脑袋，而是他们重视广泛地搜集和了解情况，作出周密的部署，善于临机制变。韩信更是如此，他非常重视谍报工作，早在向刘邦提出建议北上之前，他就向即将进军的各国派出了间谍，为他打探军事情报，为自己的战略决策提供依据。陈余和李左车争议的结果很快就传到了韩信那里，韩信听了长长舒了一口气，幸亏陈余没有采纳李左车的意见，否则，自己将陷入非常被动的境地。于是，韩信立即挥师进军，在距井陉口陈余阵地30里的地方安营扎寨，让军队休息。
到了半夜时分，韩信挑选轻装骑兵2干人，让他们每人带一面红旗，从偏僻的小道前进，绕到赵军的背后，在距离赵军大营不远的地方隐蔽起来，不让赵军发现。并告诫他们：“明天我们与赵军交战，赵军欺负我们人少，必然倾巢出动，想一举消灭我们。我们接战后假装战败向后撤退，赵军必然会全力追击，等他们营垒空了以后，你们就迅速冲进赵军营垒，拔去赵军的旗帜，插上我们汉军的红旗。”
接着，韩信又传令全军开饭，要大家鼓足干劲，迎接战斗，并说：“大家先将就吃点，等今天击败赵军后，我们再会餐，大吃大喝一顿。”
各位将领听了都不以为然，他们搞不懂，也弄不明白，但是军令不能违抗，只好随口答应说：“好啊，我们就等着会餐吧！”
韩信又对部下们说：“赵军占据着险要的地形地势，并且构筑了坚固的工事，以逸待劳。他们在没有看到我军大将的旗鼓之前，是不会贸然出来攻击我军先行部队的，因为他们怕我们遇险而退，这样他们会无功而返。为了使敌人相信我军绝不后退，是前来和他们决一死战的，我要先派出1万人的队伍进入敌人能看到的地方，背水列阵。”
这支军队按照韩信的部署来到河边，摆开了阵势。天亮后，赵军发现了背水列阵的汉军，他们见汉军自断退路都大笑不止，认为韩信一点儿也不懂兵法。
韩信见赵军嘲笑汉军，心里暗自高兴，随即树起大将的旗帜。在晨风中，“韩”字大旗迎风招展，非常醒目。韩信一声令下，擂鼓进军，向井陉口赵军阵地攻击前进。陈余看到韩信的帅旗，认为这是韩信率领的主力部队，是亲自前来决战的，甚至认为韩信这个人还是挺光明正大的，敢于堂堂正正来决战，于是下令开门迎敌。赵军如潮水般从营门中冲向汉军，韩信指挥汉军奋勇冲杀，杀了一阵就渐渐不支，于是下令撤退，并抛弃了旗鼓，一副溃不成军的样子。
败军退入原来部署的背水阵地，与阵地上的军队合在一处，重新排列好队列，准备反击追赶前来的赵军。
陈余见韩信的军队抵挡不住自己的进攻，如今又败退到背水阵地，认为他们已身陷绝境，于是就倾营而出，企图一举全歼背水列阵的汉军。
此时的汉军已无退路可言，如果败退就会被河水淹死，如果奋力作战，那么尚有一线生机，于是，所有的将士都殊死作战，无不以一当十，战斗非常惨烈。
这时，隐蔽在赵军营垒背后山中的2千汉军轻骑兵，见赵军已经倾巢出动，便飞快驰入赵军营垒，拔掉赵军的全部旗帜，换上了汉军的2千面红旗。
由于在背水阵地上汉军视死如归，殊死抵抗，陈余一时也拿韩信没有办法，于是决定撤回营垒，休息一阵后整顿军马再战，反正汉军已陷入了绝境，就让他们多苟延残喘一阵子吧！可是，当他们返回自己的军营时，却突然发现军营中四处都树起了汉军的红旗。从红旗的数量看，汉军人数肯定不少，至少也有10万人马。赵军见此情景大惊失色，以为韩信的军队已占领了军营，俘虏了赵王及其将帅，队伍顿时大乱，纷纷夺路逃走以求活命，陈余和一些部将连杀了几十个逃兵，试图把军队整顿好，但是军心已彻底涣散，他们根本控制不了局势。
背水列阵、殊死作战的韩信见2千骑兵已按预先计划占领了赵军营垒，赵军已陷入混乱，于是立即率军反攻，那2千轻骑兵也从营垒中杀出来，里外夹击，赵军在慌乱之中，全线溃败，纷纷争着逃命，被汉军所杀和自杀践踏而死者不计其数。
汉军乘胜追击，陈余在泜水（在今河北柏乡县）被杀，赵王歇被俘。韩信取得了井陉之战的彻底胜利。
韩信知道李左车是一个不可多得的人才，如果陈余听了他的意见，这场战争的胜败还很难说，所以在清理战场时他传令将士们不可杀害李左车，如果有人活捉了他，可赏赐千金。此令一下，大家都争着去找李左车，一会儿，果然有人押着李左车来到韩信帐前。韩信见李左车还活着，非常高兴，亲自上前为他松了绑，扶他在大帐的东边坐了上座，自己则在西边下座陪着，像学生对待老师一样，这让李左车非常感动。李左车想起自己苦口婆心地劝说陈余，陈余却不采纳自己的意见，以致有今日之败，如今自己已是败军之将，韩信却能如此恭敬地对待自己，他感到万分羞愧，当即向韩信请降。韩信自然十分高兴，不在话下。
战斗结束后，诸将前往韩信的营帐向他汇报战果，并庆贺战斗的胜利。汇报完毕，韩信大宴诸将。席间，诸将虽然对今天这场畅快淋漓的胜利感到非常兴奋，但对于韩信的战法非常不解，尤其是曹参、樊哙等粗知兵法的人，非要问个究竟。他们向韩信请教说：“兵法上有‘右倍山陵，前左水泽’的话，也就是说根据兵法布阵，应该是右边和背后靠山，前方和左边靠水。可是将军今天却让我们背水列阵，还说打败赵军以后我们再会餐，当时我们都不相信，因为这是违背兵法的，但是战争的结果正如将军所说，取得了彻底的胜利，这是什么战术呢？请将军指示我们。”看来先前这些看不起韩信，说他是个怕死鬼、钻别人裤裆的窝囊男人的人，现在已经彻底服了韩信。韩信当然希望这一天能早点到来，于是，他详细地向诸将解释了其中的奥妙。
韩信说：“其实这种战法并不玄妙，兵书上也有记载，只是大家平常没有注意到而已。兵法上不是有这样的话吗？叫‘陷之死地而后生，置之亡地而后存’。诸位知道，在进攻赵国以前，我们的精兵被汉王抽调去参加荥阳保卫战了，攻打赵国的军队是临时组织起来的，没有经过很好的训练，战斗力并不强，指挥这样一支没有经过训练并且很有可能不遵守纪律、不服从调遣的军队，跟驱赶市民去作战没有什么两样。如果不断绝他们的退路，把他们置于死地，那么他们是不会为自己的生存而殊死作战的；相反，如果把他们部署在有退路的生地，一遇强敌，他们就四散逃跑保命，那么我还能指望他们去为我打胜仗吗？”
众将领听了韩信的解释无不心悦诚服，异口同声说：“太好了！将军用兵如神，这哪里是我等能够想到的。”从此，每逢大战，诸将再也不会去怀疑韩信的战略战术，只管遵照安排，前去贯彻执行就是了。
井陉口之战在中国历代战争史上，是典型的以少胜多的战例，在中国军事史上留下了辉煌的一页。它充分体现了韩信杰出的运筹才能和高超的军事指挥艺术。
韩信攻占赵国的消息传到楚国，项羽非常震惊，他知道赵国失守后，韩信必然会乘胜进攻燕国，再加上屡屡与自己作对的齐国，那么楚军势必会陷入三面包围的不利境地。于是，一听到赵军在井陉战败，他就屡派骑兵渡过黄河攻击赵地。韩信和张耳率兵往来各地救援，战况非常激烈。但是，由于彭越经常骚扰项羽的补给线，进入赵国的楚军很快出现了补给困难，再加上当初项羽在反秦时，每次攻州掠郡都屠戮过多，老百姓都很痛恨他，所以，深入赵国的楚军自然也得不到赵国老百姓的支持。于是，韩信抓住有利的形势，很快将深入赵国的楚军各个击破。
由于张耳先为赵相，后为常山王统治赵国，在赵国很有根基，为了巩固和镇守赵国，韩信遣使向汉王刘邦建议，请立张耳为赵王，刘邦表示同意，立即下诏立张耳为赵王。坦白地说，没有刘邦，张耳不可能复国，如今自己被立为赵王，张耳自然会对刘邦感恩戴德，从此赵国成为刘邦对抗项羽的最忠实的同盟军。
