直到汉军已经悄悄地把陈仓给攻占了，章邯才从梦中惊醒，他还正奇怪于怎么最近没有听到汉军有什么新动静呢。陈仓的失守使得章邯惊惧不已。他非常明白陈仓对于他的重要性。失去了陈仓就是失去了粮食储备。后面的仗就难以打下去了。
章邯毕竟是久经沙场的老将，他惊而不乱，立即率兵从咸阳回来想夺回陈仓。可是，现在汉军已经占据了主动权，韩信对章邯率军回救陈仓更是早有准备，章邯仓猝回军，所带兵力不多，而汉军以逸待劳，士气正锐，所以，很快章邯就败下阵来。败下阵来的章邯又一次表现出他老将的气质，他见势不妙就立即引兵东撤，一直退到废丘。废丘正位于陈仓和咸阳之间的中间位置上。章邯在废丘立即补充兵力，这时，塞王司马欣、翟王董翳的援军也到了废丘。于是，章邯又派了他的弟弟章平,率一部分兵力前去固守好田寺,(今陕西乾县东)，好田寺位于咸阳的西北面不远，有
屏障咸阳的作用。
章邯在布置好这些之后就准备着和韩信大军在废丘这地方来一个决战。可是，他万万没有想到的是当他从陈仓败回废丘时后面追击他的那一支汉军部队已偷偷绕过废丘跑到他的后面去了，现在已经把好田寺包围起来了。
原来，韩信对章邯的部署是早有预料，他不愿意和三秦军的主力硬碰硬地作战，他仍要以奇制胜，以尽可能地减少己军的损失，达到最佳作战效果。所以，当章邯败回废丘时他就派了曹参和樊哙率领着前锋军乘势追击章邯，实则日夜兼程抢先一步绕过了废丘插到了三秦军的侧后，迅速包围了好田寺，以配合主力部队与三秦军在废丘的作战。他自己则率领着大军向废丘方向缓慢开来，诱使章邯率三秦军向他发起反攻，直到曹参、樊哙在敌后准备好了，他才开始和章邯正式作战。
章邯果然率领三秦联军离开废丘前来迎战韩信大军。章邯刚一离开废丘，曹参、樊哙就立即自好田寺南下，切断了章邯的退路，并从侧后袭击章邯大军，这样一来，章邯的三秦联军腹背受敌，很快就全军溃败，他只带了很少一部分残兵逃回了废丘，然后就只管闭城死守，想等着项羽派楚兵前来相救，根本没有力量再出城与汉军作战了。
章邯原本打算在废丘这里就拒汉军于咸阳之外，现在全军主力都被韩信一举歼灭了，废丘成了一座孤城，根本就谈不上阻挡汉军东取咸阳了。
章邯大败逃回了废丘，韩信也就不再理会章邯和废丘，只是派了少许兵力把章邯困守于废丘城中，他自己则率领着大军马不停蹄地向咸阳城开过去。三秦军的主力都被韩信给歼灭了，汉军再往后的进军就更加顺利了，所到之处势如破竹，很快咸阳就被攻占了下来。之后，韩信又继续北上、东下，以锐不可当之势迫降了塞王司马欣、翟王董翳，整个关中之地基本上都掌握在了汉军的手中。
自汉军从汉中出兵之日起，才一个月左右的时间就基本上平定了关中各地，汉军原来的兵力根本没有什么损失，现在又从关中补充了更多兵力，不论从所费时间上，还是从所费兵力上，韩信还定三秦的效果与“传檄而定”的效果都是可以相媲美的。
虽然这时还有废丘、陇西、北地等少数几座孤城仍被少量残余的雍军固守着，但韩信并没有把它们放在心上，韩信知道三秦王在关中不得民心，没有政治基础，留下几座孤城无碍大局，其实他也不是有意要留这几座孤城，他只是不愿作一些无谓的耽搁罢了。他只派了少许兵力只围不攻，直到城内自己也耗不下去了才于汉高祖二年(公元前205 年)十一月攻下陇西；次年正月取北地，俘章平；六月，引渭水冲淹废丘，废丘城破，雍王章邯自杀，关中地区全部平定。
从汉军攻取陈仓之后，韩信的指挥更显成熟，整个过程也行云流水，一气呵成，绝无半点拖泥带水，他对整个战势的把握非常清晰明了。在上一个战役之初就已考虑好了下一个战役的行动步骤。
前面我们曾把韩信的“汉中对”和诸葛亮的“隆中对”作过比较，如果再把韩信从汉中进军关中的这次战役来同诸葛亮比较，就会发现韩信的军事才能在历史上完全可以称为一绝的。诸葛亮后来曾多次想效仿韩信由汉中进军关中，结果都是以失败告终的。我们知道，在历史上，诸葛亮的名气似乎要比韩信大得多。
当然，还定三秦最重要的意义还是为刘邦东争天下打下了坚实的基础。关中地区土地肥沃，前以黄河为屏，侧有渭河、秦岭为障，是一个非常理想的战略根据地。
刘邦在占据了关中之地之后，才算真正具备了东争天下的条件，才取得了与项羽一较长短的资格。