彭城之战刘邦失败后，魏王豹跟随刘邦退至荥阳。这时他看到刘邦失败后的狼狈相，认为刘邦再也无法振作起来，就产生了背叛刘邦投奔项羽的心意。他要设法摆脱刘邦的监视，就借口回家探视亲属的疾病为名，回到封地。他一渡过黄河，就在河上设防，背叛刘邦，投降了项羽。
刘邦对魏王豹的叛变，十分重视。因为魏地正好在荥阳战线的侧后方，如果项羽与魏王豹联合，前后夹攻他，其处境将会更加困难。
刘邦这时抽不出兵力对付魏王豹，想用和平的方法加以解决。他把郦食其找来说：“我派你去找魏王豹，设法慢慢劝说他不要背叛我，如果你的劝说成功了，就在魏地给你万户的封邑。”
郦食其到了魏王豹那里后，就按照刘邦的意思，劝说他不要投降项羽。魏王豹很感谢郦食其的忠告，但他对刘邦十分反感，不愿再与他结盟。他对郦食其说：“人生一世，如日影过壁，很快就完了。刘邦对诸侯和群臣，没有一点儿上下的礼节，常把我们当成奴隶一样的随便谩骂，我实在受不了他的这种对待，一辈子也不愿再见到他。”
郦食其劝说魏王豹无效，就返回荥阳，如实向刘邦作了报告，刘邦听了当然很生气，不得不抽兵做进攻魏王豹的准备。他在派郦食其到魏王豹那里做使者时，就让他一方面劝说魏王豹投降，一方面做些调查研究的工作，以备对魏王豹用兵时参考。
这时他准备对魏王豹用兵了，就问郦食其说：“魏的大将是谁？”郦食其答：“柏直。”刘邦听了马上心中有数地说：“他是一个乳臭未干的小儿，我派韩信为大将，他将不是对手。”又问：“谁是骑兵的将领？”郦食其回答：“冯敬。”刘邦对冯敬很了解，对郦食其说：“他是秦将冯无择的儿子，虽然人品不错，可无战斗经验，他敌不过灌婴。”接着又问：“步兵将领是谁？”郦食其回答：“项它。”刘邦说：“他更不是曹参的对手。从魏王豹这几个将领的组成上看，我们有必胜的把握。”于是刘邦任命韩信为左丞相，与曹参、灌婴击魏。
从刘邦与郦食其的交谈中，可以看出刘邦对魏的将领非常了解，知道他们谁有什么长处，谁有什么缺陷，因而在配置伐魏的统帅时，能针锋相对，以自己将领的长处制敌将的弱点，所以对战争才有必胜的信心。这反映了刘邦用兵的特点，这也是他由弱变强的重要原因之一。
韩信在出兵之前，也和刘邦一样，找来郦食其了解魏国将帅的情况。他听到魏王豹不用有战争经验的周叔为大将，却用毫无经验的柏直，心里就有了对敌之招。
柏直估计，刘邦的军队会在最近的渡口临晋（今陕西大荔县东）渡黄河，所以将主力军布置在蒲坂（今山西永济县西）一带。韩信见柏直把主力部署在蒲坂，就故意在临晋放置船只，设置疑兵，做出准备从这里渡河的样子以迷惑魏军。柏直侦察到韩信在临晋的动静，更坚信他会在临晋渡河，因而加强了在蒲坂的戒备，而放松了对其他渡口的警惕。
韩信见柏直的主力仍在蒲坂，就将主力军埋伏在夏阳（今陕西韩城县），找来一批木桶做渡河工具，几乎没有遇到什么抵抗就偷偷渡过黄河，突然袭击安邑。
魏王豹毫无准备，见敌军突然来袭安邑，惊慌失措，仓促应战，兵败被俘。韩信把魏王豹送到荥阳前线的刘邦处，因为魏王豹表示悔过，刘邦为了团结他，就把他留在荥阳，没有杀他。后来刘邦逃出荥阳后，守城的周苛、枞公认为：“背叛过的魏王，难以与他一起守城”，就把魏王豹杀了。
韩信消灭了魏国后，就按照刘邦的意图，在其地设置了河东、太原、上党三郡。
这时韩信向刘邦建议，拨给他三万人马，北伐赵、代、燕，东击齐，南绝项羽的粮道，从侧面牵制项羽的力量，以减轻荥阳战场的压力。刘邦同意了他的计划，派张耳为其助手，带领三万人马开始了北伐的行动。
彭城之败后，原来追随刘邦的诸侯王，纷纷背叛刘邦投降了项羽。击败魏王豹，这是刘邦整顿内部采取的第一个大的军事行动。这时因为项羽在荥阳一带对刘邦的军事压力还很大，但因魏王的封地就在荥阳一带的旁边，刘邦又不能不理魏王豹的叛变。所以他在面对项羽的强大军事压力下，在和平劝说魏王豹无效后，不得不抽出一部分兵力，冒险采取进攻魏王豹的军事行动。
进击魏王豹的军事行动，只能胜利不能失败。如果失败了，魏王豹马上就会在项羽的支持下，从侧面进攻荥阳一线，这将会给本来已经很吃紧的荥阳，带来更大的困难，甚至会无法再据守。而且如果一举击不败魏王豹，将会激励其他人的叛变，使刘邦更加孤立，所以刘邦十分重视这一仗。
刘邦首先派郦食其以使者的身份，调查了解魏王豹内部的情况，然后与他进行了详细的研究和分析，又派韩信、曹参、灌婴这几个具有丰富战斗经验的将领为统帅，慎重地选择了渡河的作战方案，因而使战争很快就顺利地结束了。这场战争的胜利，鼓励了刘邦开辟第二战场的信心，因而同意了韩信率三万军队北伐的计划。在荥阳前线兵力本来吃紧的情况下，刘邦敢于抽调三万军队北伐，这是要有很大的气魄才敢于作出的决定。
张耳和陈余这对原来的好朋友，由于在巨鹿之战中双方产生了误会，后来变成了仇敌。项羽分封之后，陈余不服，他在齐国田荣的支持下，把张耳从常山王的位子上赶走后，陈余复立赵歇为赵王，赵王又封陈余为代王，张耳投奔了刘邦。
在进攻彭城的时候，刘邦要陈余出兵共击项羽，陈余以刘邦杀张耳为条件。刘邦与张耳是老朋友，张耳失败后投靠自己，刘邦不忍心杀他；可又想争取陈余出兵，刘邦就找了一个长相类似张耳的人做替死鬼，杀后将其头送给陈余，陈余没有怀疑这个假张耳的头，就出兵帮助刘邦攻打项羽。刘邦彭城之战失败后，陈余也听说送给他的是一个假张耳的头，刘邦并没有杀张耳，他受了刘邦的骗，因而又背叛刘邦，改与项羽和好。
赵王封陈余为代王，陈余让自己的丞相夏说守代，自己仍跟随赵王。韩信击败魏王豹后，陈余令夏说率兵至阏与（今山西和顺县），设防抵抗韩信军的北上。韩信率三万北伐军，首先在阏与击败代兵，俘虏了夏说。
陈余听到夏说战败被俘，就将赵国的二十万大军，屯聚在军事要地井陉口（今河北井陉市），准备迎战韩信的三万军队。
陈余的谋士、广武君李左车看到陈余的军事布阵是出击的战法，就向他建议说：“韩信渡过黄河后，俘虏了魏王豹，又在阏与擒获你的丞相夏说，屡获胜利。现在又有张耳做他的助手，他对赵国的情况比较了解，不可轻敌。韩信想乘胜利之师，一举攻下赵国，此时他的士气很盛，不可挡其锋。”
李左车接着分析自己的有利形势说：“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。’现在韩信的军队远离后方，它的粮食供应一定很困难。井陉这个地方，车不能并行，骑兵不能成列，交通很不方便，它有利于我们据守。”
李左车提出不同于陈余的战斗部署：“我请你拨给我奇兵三万人，从小路上出其不意地绕到韩信军队的后方，切断他的供应；你挖深沟筑高壁，坚守不战。这时韩信前不能战，退不得还，就会处在进退两难的境地。我再率兵不断骚扰他的后方，使他在当地掠夺不到吃的东西，这样用不了十天，就可杀了韩信和张耳。”
李左车知道陈余很自负，难以听进别人的意见，所以一再向陈余强调说：“请你好好考虑一下我的建议，否则我们就有可能成为韩信和张耳的俘虏！”
陈余是一个儒生，自认为懂兵法，可并不会用兵。他常常吹嘘说，正义之师绝不采用诈谋奇计取胜。他听不进李左车的正确意见，还对他讲兵法说：“兵法上有言：‘十倍于敌人，就可以包围他；比敌人多一倍，就可以打败他。’韩信号称有兵数万，实际上只有几千人的作战兵力；他又是行军千里来战，军队已很疲惫。在这样的有利形势下，我们都不敢正面迎击，以后如果遇到比他强大的军队，还怎么再迎战呢？那样人们都会说我是一个胆小鬼，都轻视我，敢来进攻我了。”
李左车的正确意见没有被陈余接受，陈余仍按照自己的部署迎战韩信。
韩信派出去的间谍，打听到了李左车的建议，韩信听了十分担心，很怕陈余按李左车的意见部署战斗，自己就陷入被动。后来间谍又来报告说，陈余没有接受李左车的意见，韩信才放下心来，敢于带兵进入井陉口。
韩信在距井陉口陈余阵地三十里的地方，安营扎寨，让军队休息。半夜时，选轻装骑兵二千人，让他们每人带一面赤色的旗帜，从小道偷偷进入靠近赵军的山间隐蔽起来，不让赵军发现。韩信向他们布置任务说：“明天我军与敌交战时，要假装战败向后撤退，这时赵军必然倾巢而出进行追击，你们马上冲进赵的军营，拔去赵的旗帜，换上我们的赤旗。”
韩信接着又传令全军，要大家鼓足士气，迎接战斗，并说：“大家先吃点小吃，等今天击败赵军后，再会餐。”各位将领听了，皆不以为然，随口答应说：“好，等着会餐！”
韩信又向部下动员说：“赵军已先占据了险要的地势，构筑了工事。他们没有看到我军大将的旗鼓之前，是不肯轻易攻击我军的先行部队的，因为怕我们遇险而退。为了使敌人相信我军绝不后退，我们要派出一支万人组成的先行部队，进入敌人能看到的地方，做背水而战的布阵。”当韩信的这支军队进入阵地后，赵国的军队见他背水布阵，断了自己的退路，都认为他太不懂兵法，大笑不止。
天亮以后，韩信树起大将的旗帜，敲着战鼓，向井陉口赵军的阵地进发。陈余见到韩信的大将旗鼓，认为其主力已到，就打开营门，全军出击，与韩信的军队接战。战斗了一会儿后，韩信的军队假装不敌，抛弃了旗鼓，退入原来部署的背水阵地，与阵地上的军队联合，继续抵抗赵军。
陈余见韩信的军队不敌，退入背水阵地，认为他们已陷入绝境，就倾营而出，争抢韩信军队抛弃的旗鼓，以便立战功。
韩信的军队退入背水阵地后，因为军无退路，所以都作殊死战，继续勇敢地抵抗赵军的进攻。这时韩信隐蔽在山中的二千轻骑乓，等到赵军的营垒空虚，都出来争立战功之机，突然飞快驰入赵的军营，拔掉赵军的全部旗帜，树立起刘邦的赤色旗二千。
在与韩信军队的战斗中，一部分赵军见韩信的军队都殊死抵抗，一时还难以消灭韩信军，就准备撤回营垒，休息一会儿再战。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立着刘邦的赤色旗帜，不禁大惊失色，以为韩信的军队已占领军营，俘虏了赵王及其将帅，因而全军大乱，纷纷夺路逃走，以求活命。赵国的将领一再试图把军队整顿好，虽然杀了一些要逃走的士兵，也无法制止混乱的军队。
在背水阵地作殊死战的韩信军队，见二千骑兵已按计划占领了赵军营垒，赵军已陷入混乱，就趁机里外夹击赵军，赵军大败，陈余在泜水（在今河北柏乡县）被杀，赵王歇被俘。韩信取得了彻底的胜利。
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，胜败还很难说。所以在清理战场时，韩信下令不可杀害他，如果有人把他活捉了，可得千金的奖赏。有人果然捉到了李左车，缚着他来到韩信的军帐中。韩信见李左车活着，很高兴，亲自为他解了缚，请他东边坐上座，自己在西边下座陪着，像对待老师一样，尊敬李左车，希望他能为自己服务。
战斗结束后，诸将领都来到韩信处，向他汇报战果，并庆贺战争的胜利。战争虽然胜利了，但有的将领对韩信的战法不解，就向韩信请教说：“兵法上有‘背靠山陵，前依水泽’的话，可是今天你让我们背水列阵，还说破赵军以后会餐，我们当时都认为这是违背兵法的，不明白其中的道理，可是竟然取得了胜利，这是什么战术呀？”
韩信知道部下还不理解他的战法，就向大家解释说：“这种战法在兵法上也有记载，只是大家没有注意。兵法上不是说过：‘陷之死地而后生，置之亡地而后存’的话吗？我们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。对于这样临时组合的军队，如果不把他们置之死地，退无后路，每个人就不会为了自己的生存而作殊死战；如果把他们部署在有退路的生地，大家一遇危险，就会四散逃走，我还能用他们打仗吗？”
众将领听了韩信的说明和解释后，才知道了韩信用兵的意图，大家都十分佩服，异口同声地说：“你想得很周到，这是我们没有想到的。”
项羽听到韩信占领了赵国，就屡派奇兵渡过黄河攻击赵地。韩信和张耳不得不率兵往来各地救援。项羽进入赵国的军队，因为得不到后援和当地人民的支持，都被韩信和张耳击败。他们逐步巩固了在赵国的统治后，就抽出一部分精兵，支援了刘邦在荥阳一带的前线。
为了巩固赵国的统治，韩信向刘邦建议，封张耳为赵王。
韩信占领赵国，从战略上来说对刘邦是个极大的支援。赵国的占领从侧面加强了刘邦在荥阳、成皋的防线，也使刘邦可以从侧面威胁项羽的后方，对项羽十分不利。所以韩信占领赵国后，项羽一再派兵去进行搔扰性的攻击，但一则因为项羽抽不出太多兵力，二则又因渡黄河的不便，所以一直未对韩信构成太大的威胁，使他很快稳定了对赵国的统治。
刘邦一开始派韩信击魏攻赵，只是怕荥阳、成皋的防线在侧面受到威胁，并没有想开辟第二战场，能从侧面威胁和进攻项羽。可韩信攻下赵国后，对项羽的震动很大，对全国各地的诸侯也震动很大，这是刘邦开始料想不到的。刘邦随之抓住了这一有利形势，又给韩信以充分的支持，以扩大韩信的战果和影响，从而使韩信真正变成了进攻项羽的第二战场。