寿春是楚国国都，也是楚国第一大城市。楚王得知前线危急，立刻下了动员令，十五万楚军整军待发。加上楚国各城市村镇的驻军，楚国的援军有三十万左右。
这样一算，楚国在彭城之战能投入的兵力就达到了四十万人。这个数字是可以和秦军一战的。可是项燕的行动没有逃得过老谋深算的王翦的眼睛。秦军斥候一直奉命盯着楚国后方。当秦军斥候回报楚军有大军北上时，王翦立刻下令，楚国西部十三万预备队投入战斗，也就是此时此刻，王翦下令五十万秦军强攻彭城。
秦军预备队一路向东疾驰，攻占了巨阳。依托有利地形对楚军展开阻击。
“右庶长有什么高见？”
“我军现在最后是向钉子一样插在楚国中部的必经之路上，阻止楚国大军会合。如果敌人攻势太猛我军可以进山，等到王翦将军拔掉彭城回援。”
秦军预备队的指挥官采纳了司马扬的意见，秦军预备队分做四处开始积极防御。没过三天，项燕得到战场情报，楚军北上的援军被秦军预备队拖住了，暂时无法北上。此时的彭城已经危在旦夕。项燕没有办法，他手头只有十万人左右，凭这些人去彭城解围，无异于以卵击石。项燕是个很果断的人，这次也陷入了犹豫当中。过了一个多时辰，出于全局考量，项燕冒险率十万军队前往彭城救援。
项燕刚刚动身，王翦就得到情报。王翦在项燕来的路上设伏两次，击杀了近万楚军。楚军士气受损。没等项燕抵达彭城，彭城就被秦军攻占了。彭城守军几乎六万人几乎伤亡殆尽。
秦军主力进驻彭城，一举拿下了楚国的粮仓。秦军进城做短暂的休整后，王翦亲自率领二十万大军朝西南方向进军，援助秦国预备队。
秦军阻击部队打得很英勇，面对三十万楚军奋起反抗，楚军依旧不能越雷池半步。秦军伤亡惨重，战斗十余天伤亡近万人。
王翦的援军到了。项燕到达彭城附近才发现彭城已经被攻陷。项燕心中有些慌乱了，彭城丢失整个楚国中北部的粮食供