楚军下了蒉山，继续前进。忽然军探来报，说秦国已经调集了附近所有的军队，全部集结在蓝田，准备抵抗。沛公就问守将是谁。军探说是秦将名叫王坤，是秦国上卿王戊之子。沛公又问总共有多少兵马。回答说：“大约两万人。”沛公就大笑道：“由此推断，咸阳已经是一座空城了。”郦食其却顾虑重重地道：“虽然秦军不多，可是这里距离咸阳还有一百多里，秦国的实情我们并不知道，还是要小心，不能重蹈周文的覆辙。”萧何也道：“郦老先生言之有理，我们越是到最后关头，越要谨慎。不如把军队先驻扎下来，等探清楚了前方的虚实后再进兵。”张良也同意萧何的说法。沛公就传令各路依山下寨，然后派人到前方去打探。
这天晚上，在楚军左右司马的营帐里，有两个人正在秘密地议论着什么，他们就是沛公的左司马曹无伤和右司马卢绾。曹无伤对卢绾道：“天下的诸侯都起来攻秦，唯独沛公的军队率先入关。现在我们马上就要到咸阳了，这将是举世瞩目的大功劳。可是一路至此，所有的大功劳都让曹、樊、周、灌他们得了，如果到咸阳论功，我们这些人只能靠边站！”卢绾也道：“确实是这样的！”曹无伤道：“现在有个机会可以使我二人扬名。”卢绾就问是什么机会。曹无伤便诡异地说：“我听说王坤率领两万秦军把守蓝田，我二人今夜就去偷袭城池，若是得到了城池，大军明日就可以直接进军咸阳。机不可失啊！”卢绾道：“可是沛公说不能轻易进兵，若是我们擅自行动，就怕他会降罪。”曹无伤愤愤不平地说：“眼看就要到咸阳了，还顾虑这个干什么？假如放弃这次机会，我们就永无出头之日。”卢绾拿不定主意，忽然有中军大营的人来传唤，说沛公请他们过去商议事情。二人就赶紧穿戴整齐，然后向沛公的中军大帐走来。
原来谍报人员探听到秦将王坤派出了一支军队出南门拒敌，离此大约有二十里路。等将士们都到齐了，沛公就问：“秦军来了多少？”军探说大约三五千人。沛公笑道：“三五千人怎能抵挡我十万大军？”就想连夜进兵。张良却道：“这是敌人以进为守的策略，他们也是担心我们会去劫营，才故意向前推进的。沛公不用担心，我们也要防止秦人夜袭。假如今晚无事，就可以断定秦国不会再派工匠来了。明天一举发兵，定能大获全胜。”沛公道：“若是秦国人再派工匠来袭，该怎么办呢？”张良思忖片刻，就道：“让曹、樊二人率领一万兵马埋伏在楚营的左侧；灌、郦率领一万兵马埋伏在右侧；周勃率领一万弩手守在营门，就是秦军夜袭，也不会有麻烦了。”沛公就吩咐众将依计而行，再让别的人马各自回营休息。
曹无伤走出大帐，就对卢绾道：“你看沛公分兵派将跟我们没什么事吧？哼！区区几千秦军，有什么可怕的？我俩连夜去偷袭敌营，一战把秦军杀个片甲不留。”卢绾道：“子房先生不是也说，秦军害怕我们劫营才故意向前推进的吗？还说今晚也要防止秦人来劫营，意思是千万不可重蹈张楚大将周文的覆辙啊！”曹无伤冷笑道：“子房先生的身子骨不好，经常感冒，他才故意劝沛公不要进兵的，再说他的话也未必全都对！只要我二人今夜袭营成功，大家自然会另眼相看，沛公怎么会治罪呢？请你放心，若是真有什么事儿，我愿意承担一切责任！”卢绾听了这话，也因立功心切，就同意了曹无伤的建议。
丑时许，二人便率领本部兵马悄无声息地离开了大营，他们来到秦军的驻地，远远地看见秦营中灯火透亮，守营的军士也都在打瞌睡。二人自以为得计，就从两翼发起了进攻，楚军就径直冲了进去。可是当二人来到营中时，却发现营寨是空的，里面只是虚插着一些旗帜而已，就连站岗的士兵也都是穿着军装的稻草人。曹无伤这才知道中计了，急忙率领军士后撤。忽听一声梆子响，四面突然亮起了火把，紧接着杀声四起。原来守营的是秦国的左校尉苏吉和右校尉刘繇，虽说二人都是悍夫勇将，可他们今晚，就是奉了王坤的命令，故意在这里设了一座空营等着楚军来上钩，曹、卢二人就进入了他们的圈套。苏吉和刘繇见楚军已经进入了营中，就从外围向里面冲杀，一时间金鼓喧天，杀声动地，双方就展开了一场殊死的战斗。
沛公在营中休息，忽然巡营的靳强和靳歙两兄弟闯进来报告，说曹无伤和卢绾前去偷袭敌营了。沛公大惊，就问是什么时候出的营。二人说出去已经半个时辰了。沛公道：“为何不早来报告？”二人回答：“以为是奉命前往。可是现在军探来，才知道他们是私自去偷袭。二人已经身陷重围，并且非常危险了。”沛公就对靳强和靳歙道：“你俩快去接应！”二人就立即出发了。
靳氏兄弟纵马提枪，疾驰来到秦军的营前，见双方还在交战，便奋不顾身地冲了进去。这时曹无伤和卢绾已经筋疲力尽，眼看就要被秦军捉住，只好拼命厮杀。可是敌人越围越多，正在失望的时候，忽见有人来救援，便跟着救援的人奋力杀出了重围。而楚军大半都被秦军杀死在了营中。靳氏兄弟救了曹、卢二人后，就立即赶回来复命。
沛公见曹无伤和卢绾损失惨重，非常震怒，就准备拿军法从事。这时众将都一起求情。沛公就将二人各杖三十。卢绾当即领完刑就被架了出去。曹无商因为已经受了伤，沛公就说伤好之后再领杖刑。二人懊悔不已，回到后军思过去了。
时间不大，天已大亮，沛公便起身升帐。忽然探马来报，说秦军的左右校尉已经退到蓝田去了。沛公就召集昨晚的军探问话。都说咸阳再无秦军，就是阿房宫的工匠也都跑完了，工地上只剩下一些老弱病残。沛公见咸阳确实已经是一座空城，就传令大军拔寨启程。大军来到蓝田城下。沛公就派曹参、樊哙围攻西门；周勃、靳强、靳歙攻东门；灌婴和郦商攻北门；梅鋗攻南门，他亲自率领夏侯婴、柴武等几十员副将来到北门之外摆成阵势，准备随时抵御咸阳方向来的救援之军。张良和萧何等谋士却站在高阜处纵观全局。傅宽、王吸等将领保护他们。任敖、周昌、周苛等人率领两万人屯扎在城南，随时接应各路，整个布局十分严谨。
大家摆好了阵势，时间不大，张良就从高处看到西北方旗帜翻卷，尘土冲天而起，有一队人马杀到。张良道：“这是咸阳的增援部队。”便立即率领将士们来到沛公的阵中报告。时间不大，秦军就杀到了。他们来到沛公的阵前，领头的原来是两个少年将军，一个身穿黄金锁子甲，手持方天画戟，胯下是一批纤离马，这是一匹千里马；另一个则是银甲白袍，手持金柄大槊，胯下是一匹从陇西进献来的駃騠马，也是一匹千里马。两位少年看上去威风凛凛，仪表堂堂，原来正是秦国皇帝——三世的两位皇子嬴文和嬴奎兄弟。二人来到阵前，将战马勒住，然后舞动兵器，跃跃欲试。
双方对峙片刻，嬴文大叫：“我是大秦皇帝的长子嬴文，刘邦在哪里？快来领死！”嬴奎也高声叫道：“我是大秦皇帝的次子嬴奎！谁敢和我决战？”沛公得知他们原来是三世的儿子时，心里不由得伤感起来，因为他这时已经感到秦国真是无将可派了，就高声道：“我就是你们心中的那个坏蛋刘邦！你们的父亲确实英明，他杀了赵高，为天下除了一害，可是二世皇帝罪孽深重，天下人不会放过秦国。我就是奉了楚怀王的命令，前来讨伐秦国的。我看你们两个还是孩子，确实不忍心伤害，你们还是回去劝说你们的父皇放弃抵抗，早日投降。这样既可以保全了性命，也能使咸阳的百姓免遭杀戮！”嬴奎见沛公劝他投降，就怒不可遏地道：“刘邦村夫，我们都是嬴氏子孙，岂能投降贼人？我今天一定要杀了你！”说罢就拍马来杀沛公。沛公看着嬴奎，十分惋惜地将令旗一挥。夏侯婴冲了过去。
嬴奎来到阵前，径直挥舞大槊直刺夏侯婴。夏侯婴举戟相迎，战了三十回合，未见胜负。夏侯婴心想：今天不杀了这个孩子，大家会耻笑我，可是杀了他，心中却也不忍心。又战了几个回合，夏侯婴就打马向东逃走。嬴奎虽然勇猛，可未经战阵，缺乏经验，误认为楚将打不过跑了，就把马猛抽几鞭，奋力追了上来。夏侯婴却突然回头，一矛将嬴奎的兵器打落在了地上，然后将他活捉了，还让军士把駃騠马也夺过来，大家一起奔回了阵地。楚军将士齐声喝彩。
嬴文看见弟弟被楚军抓住了，就挥动大军掩杀过来。夏侯婴看见嬴文向沛公冲来，就催马迎了上去。二人兵器相交，一场好杀。这时战场上一片混乱，有人就劝沛公离开战场。沛公道：“双方打仗，就如同两头犏牛抵角，牛同时用力，这时假如一牛先退，另一头就会趁势来攻。打仗就如同牛抵角，在双方势均力敌的时候，哪一方的将帅先退，军队的士气就会衰竭，一旦没了士气，军队将会一败涂地啊！更何况我军数倍于敌人，岂能退却？”便拔剑在手，高声喊道：“抓住秦将的受上赏！”以此鼓舞士气。这时周昌和任敖前来接应，大家就把嬴文包围起来厮杀。夏侯婴怕沛公遇到什么意外，就放弃了嬴文前来保护沛公。众将就一起围住嬴文厮杀。嬴文遭遇群殴，招架不住了，就向北门杀来。恰好灌婴就在阵前观望，嬴文就被他捉住了，同时把纤离马也一起虏获。嬴文不甘受辱，趁大家不注意时，就向旁边的石头撞去，脑浆迸流而死。秦军见皇长子已经死了，就全部向楚军投降了。
嬴奎见哥哥死了，就大骂楚军和沛公。沛公只好让军士放了他。嬴奎来到嬴文的遗体旁，拿起嬴文的剑也自杀了。沛公感叹不已，就让军士们将二人埋了，然后指挥大军来到城下。一连几日，沛公都在感叹，就对将士们道：“始皇帝的子孙个个都是英雄，却没有想到他们被赵高害惨了！现在咸阳再无救兵，而王坤还不投降，这是为什么？”张苍分析道：“可能是受到了嬴文、嬴奎的感染，也想替秦国尽忠。我试着写一份招降书，告诉他们没有必要，看看他们如何回复？”沛公就让张苍写了一封信，让周勃射进城去。