公元前205年项羽在彭城击败刘邦，本来看汉军势大投靠刘邦的诸侯，看到刘邦战败纷纷脱离刘邦，这使得许多诸侯纷纷选择中立，严重威胁汉军侧翼，为了摆脱这一不利局面，刘邦采纳了张良等人的建议，制定了正面坚守、侧翼发展、敌后袭扰的战略方针。
公元前205年，韩信首先率军击灭了魏王豹，平定魏地。当时，黄河北北方尚有代、赵、燕三个割据势力，虽然是三个中立割据，但刘邦为了扩大势力是必须要消灭的三个墙头草。汉要灭楚，就必须先翦除这些诸侯国，使项羽陷于孤立。
韩信针对这些割据势力只图据地自保、互不救援的弱点，便向刘邦提出进一步开辟北方战场，逐次消灭代、赵、燕，东击田齐，南绝楚军粮道，对楚军实施侧翼迂回，最后同刘邦会师荥阳的作战计划。它得到了刘邦的赞许和批准。
公元前205年闰九月，韩信击败代国的相国夏说。公元前204年十月，韩信统率汉军，越过太行山，向东挺进，对赵国发起攻击。赵王歇、赵军主帅陈余闻讯后集结大军于井陉口防守。
井陉口是太行山有名的八大隘口之一，就是现在河北获鹿西10里的土木关。在它以西，有一条长约几十公里的狭窄驿道，易守难攻，不利于大部队的行动。当时赵军先期扼守住井陉口，居高临下，以逸待劳，且兵力雄厚，处于优势和主动地位。
当时赵军主帅陈余手下的广武君李左车，很有战略头脑。他向陈余认真地分析了敌情和地形：韩信越过黄河，实施外线作战，前段时间俘虏了魏王豹、夏说，并乘胜进攻赵国，士气旺盛，“其锋不可挡”，所以赵军必须暂时避开汉军的锋芒。但是汉军方面也存在着很大的弱点。这主要表现为，汉军的军粮必须从千里以外运送，补给困难。井陉口道路狭窄，车马不能并行，因此汉军粮秣输送一定滞后不济。鉴于这一分析，李左车进而向陈余建议：由他带领骑兵3万人马从小道出击，去夺取汉军的辎重，切断韩信的粮道；
而由陈余本人统率赵军主力深沟高垒，坚壁不战，与韩信军周旋相持。李左车认为只要运用这一战法，就能使得韩信求战不得，后退无路，不出10天，就可以彻底消灭汉军；否则，赵军是一定会被汉军打败的。
然而，刚愎自用且又迂腐疏阔的陈余却拘泥于“义兵不用诈谋奇计”的教条，且认为韩信兵少且疲，不应避而不击，断然拒绝采纳李左车的正确作战方案。韩信探知李左车的计策没有被采纳，赵军主帅陈余轻敌情绪和希图速决的情况后，非常高兴，当即制定了出奇制胜、一举破赵的良策。他指挥部队开进到距井陉口30里的地方扎下营寨。到了半夜时分，迅速实施作战部署：一面挑选2000名轻骑，让他们每人手持一面汉军的红色战旗，由偏僻小路迂回到赵军大营侧翼的抱犊寨山潜伏下来，准备乘隙袭占赵军大营，断敌归路；一面又派出1万人为前锋，乘着夜深人静、赵军未察之际，越过井陉口，到绵蔓水东岸背靠河水布列阵势，以迷惑调动赵军，增长其轻敌情绪。部署甫定，东方天际晨曦微露，决战的一天悄然来临了。
赵军对潜伏的汉军毫无觉察，望见汉军背水列阵，无路可以退兵，都禁不住窃窃哂笑，认为韩信置兵于“死地”，根本不懂得用兵的常识，因而对汉军更加轻视。今天看来，当时赵军的哂笑不是没有理由的。因为兵法上明确规定，布阵要“右倍山陵，前左水泽”，韩信反其道而用之，岂不是可笑之至？
天亮之后，韩信亲自率领汉军，打着大将的旗帜，携带大将的仪仗鼓号，向井陉口东边的赵军进逼过去。赵军见状，果然踌躇满志，离营迎战。两军戈矛相交，厮杀了一阵子后，韩信就佯装战败，让部下胡乱扔掉旗鼓仪仗，向绵蔓水方向后撤，与事先在那里背水列阵的部队迅速会合，赵王歇和陈余误以为汉军真的打了败仗，岂肯轻易放过机会，于是就挥军追击，倾全力猛攻背水阵，企图一举全歼汉军。
“兵士甚陷则不惧，无所往则固，深入则拘，不得已则斗”汉军士兵看到前有强敌，后有水阻，无路可退，所以人人死战，个个拚命，赵军的凶猛攻势就这样被抑制住了。这时，埋伏在赵军营垒翼侧的汉军二千轻骑则乘着赵军大营空虚无备，突然出击，袭占赵营。他们迅速拔下赵军旗帜，插上汉军战旗，一时间红旗林立，迎风招展，好不威风。
赵军久攻背水阵不下，陈余不得已只好下令收兵。这时赵军才猛然发现自己大营上插满了汉军红色战旗，老巢已经易手。这样一来，赵军上下顿时惊恐大乱，纷纷逃散。占据赵军大营的汉军轻骑见赵军溃乱，当即乘机出击，从侧后切断了赵军的归路；而韩信则指挥汉军主力全线发起反击。赵军仓皇向泜水（今河北获鹿南2．5公里，现已被湮塞）方向败退，被汉军追上，结果全部就歼，陈余被杀，赵王歇和李左车束手就擒。
此战韩信取得作战胜利，关键在于他能够充分发挥主观能动性，有计划地制造和利用赵军的错误，巧妙地掌握士卒“兵士甚陷则不惧，无所往则固，深入则拘，不得已则斗”（《孙子兵法·九地篇》）这一心理状态，奇正并用，背水列阵，灵活用兵，出奇制胜，速战速决，从而一举全歼赵军，谱写了中国古代战争史上精彩篇章。赵军的失败，则在于主帅陈余迂腐而又傲慢，并拒绝采纳谋士李左车正确的作战方案，昧于了解汉军的作战意图。终于使赵军丧失了优势和主动地位，在处处被动中遭到全歼。