二世二年九月，河東河內援軍和王離軍一部抵達白馬、濮陽一帶，秘密渡過黃河，與章邯軍匯合，秦軍軍勢大振。得到增援的章邯軍主力，由濮陽向定陶方向秘密運動，夜晚突襲項梁軍大營，定陶城內的秦軍也呼應出擊。項梁軍對於河內、河北秦軍的調動完全沒有察覺，措手不及，被秦軍擊潰，項梁也被秦軍殺死。
定陶之戰後，秦末之亂的戰事，又進入新的局面。秦與六國的主戰場，由黃河以南轉移到黃河以北，史家稱之為河北戰場。