当秦军向阳翟、许城一线集结兵力时，项燕就已经开始运作边境保卫战了。
他在朝堂上公开进言，要求各县公准备出战。经过激烈的争论，反击秦军的决议终于在朝议中被通过。楚王负刍下令，由大司马项燕主持伐秦事宜，各县公统一由项燕调动、指挥。
项燕大张旗鼓，令各县县公调兵到巨阳、寿春一线，沿颍水进行防御。与此同时，派项梁潜入项城，通知项家人，与秦军的作战即将开始。
项城一面暗中进行作战的准备，明面上还与秦军维持着良好的关系。蒙恬的部队南下经过项城时，项城还派人送出粮草，并进行劳军。
项梁监视着秦军的一举一动，待李信、蒙恬所部主力全部南下，合击前楚都巨阳时，项梁立即从项城发动叛乱。他首先攻击了蒙恬的后卫辎重，迫使蒙恬撤军城父。随后，他又急行军三天三夜，抓到了后撤与蒙恬会师的李信。项梁趁李信不备，发动突然袭击。项梁的第一击就打掉了秦军的首脑，在连续攻破李信两座营垒后，击杀了七名都尉。
秦国的都尉一般认为是郡级军事长官，高于司马、侯；陈胜吴广起义时，陈胜是将军，吴广是都尉。都尉大约是相当于秦昭襄王时代五大夫、或赵国的万人将一级的人物，是秦军的高级指挥官。一场突击只攻破两座营垒就能击杀如此多的高级官员，项梁应该是直接打中了李信的中军；所击杀的都尉就算不全是一线指挥官，也至少是高级参谋。这一打击就像给了秦军当头一棒，秦军全线崩溃。
秦军战败的消息迅速传到咸阳，秦王将李信贬到广阳郡出任县令，自己亲自到频阳见王翦，请他出山。王翦道：“大王必不得已用臣，非六十万人不可。”
秦王道：“惟听将军计耳。”
这一年，秦国打破常规，在冬天发出了第二道征兵令，各县除按要求的数量征发邑民外，官吏也再次十征其二。
王翦被任命为将军，内史蒙武为副，前往城父指挥作战。两人从咸阳出发，到城父建立大帐。秦王亲自送到灞上。
从咸阳到频阳二百里，从咸阳到灞上也有五六十里，秦王来来回回的迎送，加上必要的准备时间，王翦出发时已经是正月了。秦军李信、蒙恬两部虽然遭受严重打击，所幸损失不大：蒙恬只是后卫部队受损，主力无碍，建制完整；李信虽然全线崩溃，但只是高级军官损失较
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