周文率军从陈郡西进，一路上号召百姓起而反秦，到达函谷关时，已有几十万人马。正遇寒冬（公元前208年冬，秦朝以十个月为一年，故新年时为冬季），大军士气旺盛，继续西进，到达咸阳城东郊的戏亭（临潼东），安营扎寨。

秦二世闻讯，大惊！立即召集群臣商议对策，少府章邯说：“盗已至，众彊，今发近县不及矣。郦山徒多，请赦之，授兵以击之。”秦二世立即大赦天下，放出囚徒，命章邯为将军，攻周文军，周文大败。东撤至曹阳（河南灵宝）休整，章邯军至，周文又败，退往渑池，秦军又来，周文自杀，余部分崩离析。

西攻荥阳的吴广毫无进展，荥阳城池坚固，久攻不下。田臧与亲信商议：“周文军败，秦军很快要救荥阳，我们若不另想办法，只有死路一条。不如现在留下一小部兵力围住荥阳，我们把主力集中起来出城迎击秦军。

但是吴广刚愎自用，肯定不会同意，不如把他杀掉。”大家觉得可行，就假传陈王之命杀了吴广，把头派人送给陈王。陈王无法，只得封田臧为将军。田臧让李归留下围攻荥阳，自己率领主力西进迎战秦军，途遇章邯军，田臧败死，余众溃散。章邯乘胜进攻荥阳，李归亦战死。

章邯率秦军一路横扫千军，攻下许昌，直逼陈郡。陈王部将房君率军迎敌，张贺驻守陈郡西郊。房君战死，兵败，秦军又进击张贺军，陈王见势不妙，亲临前线督战，张贺被秦军砍杀。陈王逃至汝阴（安徽阜阳），追兵来到，陈王转退城父（安徽涡阳），他的马车夫庄贾见陈王大势已去，为了保全自己，便杀死陈胜，投降秦军。

宋留率军攻下南阳后，得知陈胜已死，南阳的官吏复归秦朝。宋留知道已不能再向西攻入武关了，便率军西退至新蔡。秦军南下拦截，宋留率众投降，被押解回咸阳后，五马分尸。

陈胜自起义到被杀，前后共半年。农民军都是各自为战，都打自己的如意算盘，未能团结一心灭秦。使得训练有素的秦军很快能平定毫无战斗经验的农民军。陈胜为人轻狂高傲，用人不当且没有高瞻远瞩的思想，这是他失败的主要原因。陈胜虽死，但灭秦的农民战争仍在继续。

太史公曰：“陈胜虽已死，其所置遣侯王将相竟亡秦，由涉首事也。”