根据《汉书》记载，韩信希望攻灭代国、赵国、燕国和齐国，他主动向刘邦索要三万兵马。刘邦同意，他派张耳领军北上，和韩信合兵一处，进攻陈馀的代国。
这时，张耳和陈馀的关系早已经从以前的刎颈之交变成不共戴天的死敌。刘邦派张耳协助韩信攻打陈馀和赵王歇。第一个原因是，张耳有报仇雪恨的动机，会全力进攻陈馀。第二个重要原因是，如果张耳被陈馀打跑，由于张耳在赵国和代国都有旧势力和人脉，配合作战能力强的韩信，可以做好瓦解敌军的统战工作。第三个原因是，韩信一旦征服赵地和代地，张耳借助之前的影响力，更合适主持占领赵地的政务，经营赵地，为汉军提供兵源、粮草等资源。
从这一人事安排看，刘邦启动的征伐，不是仅仅考虑打败敌人，而是把新占领地盘纳入汉国的行政管理体系。这一做法和项羽的“称霸思维”截然不同。打下西魏国后，刘邦设立河东郡、上党郡和太原郡。从此，这里成为刘邦直接统治的地盘。其中，刘邦任命在沛县时认识的江湖朋友任敖担任上党郡郡守。任敖属于刘邦信任的核心人员，且对刘邦有恩。他曾担任沛县的狱吏，在刘邦流亡到芒砀山时，暗地里照顾过被抓入监狱的刘太公和吕雉。
韩信领到刘邦的命令后，直接进攻北边的代国。他派曹参带着本部人马出击，在今太原市附近打败代国的相国夏说，并杀了夏说，平定代国。在平定西魏国和代国过程中，立下卓越功勋的曹参没有继续和韩信征伐赵国，而是引精兵回到荥阳，抵抗项羽的楚军主力。曹参是能征惯战的将领，由于项羽对荥阳的攻势猛烈，刘邦迫切需要曹参这样的人。
从急调曹参回援荥阳看，攻打西魏国和代国，刘邦确实下了很大决心，冒了很大风险。从韩信主动要求增兵攻打代国和赵国看，刘邦派韩信攻打西魏国时，可能并没有启动对项羽实施战略包围，甚至没有认真规划过韩信这支军队究竟承担怎样的战略使命。之后，韩信率军扫清黄河以北诸国，可能并不是汉国既有的战略布局。
荥阳战事吃紧，即使刘邦希望韩信占领西魏国、赵国、代国，甚至齐国，在战略上包围项羽，他也不敢过早地展开这样宏大的战略。一旦把一支精兵放到代国、赵国征伐，在荥阳，由他独立抵抗项羽亲率的楚军主力，即便兵多将广，他也无取胜把握，更何况兵力不足呢？刘邦所承担的压力可想而知。
曹参带走精锐后，韩信和张耳着手就地征召新兵，但他们并没有对这些新兵进行系统而严格的军事训练。在这种情况下，韩信率军杀向太行山中部的一个关口——井陉关，主动进攻赵国。这时，在关口外，陈馀和赵王歇带来号称二十万的赵军，严阵以待。
面对汉军的进攻，一个叫李左车的人劝谏陈馀。他的意思是，趁着韩信和张耳远道而来，井陉道又很狭窄，不方便运粮，如果陈馀派出三万人，断掉汉军粮道，不用和韩信直接作战，韩信将不战自退。可陈馀觉得赵军人多势众，希望打一场硬碰硬的对决战。《史记》记载，陈馀是一个儒者，认为打仗就要打堂堂正正之仗，认为“义兵不用诈谋奇计”“韩信和张耳所带的兵马说是数万，其实也就数千人，不足为虑”。
从史书的表述看，陈馀有点轻敌了，显得很迂腐。打仗最忌讳轻敌。一旦轻敌，或者一厢情愿地考虑问题，容易出现盲点。一旦被敌人抓住，会导致满盘皆输。陈馀犯了这个致命的错误。
在井陉关口，韩信与赵军的作战很有戏剧性。《史记》记载，韩信带来一万人的军队大张旗鼓地渡过一条河，主动进攻赵军。和赵军接战后，汉军很快被打败，败退到河边，无处可退，陷入背水一战的境地。将士们只能回身和追上来的赵军拼死厮杀。
这时，韩信之前派出的一支两千多人的轻骑，趁赵军倾巢而出，从隐秘小道，偷袭赵军营寨得手。这支奇兵拔掉赵军营寨上的旗帜，换上汉军旗帜。赵军发现后，以为营寨被占领，后路被断，瞬间大乱。在河边背水一战的汉军，趁机大举反攻。赵军在两面夹击下，被彻底打败。汉军追杀陈馀于泜水河畔，赵王歇则被活捉。
一些学者认为，史书中描述的这场战斗非常不靠谱。至少有两个疑点很难解释。
第一是如果那些被逼到绝境的汉军，全都投降，或者跳到河里向对岸游过去，又该如何？韩信取胜后，抓住李左车，把他当成老师，很尊敬。李左车问韩信，你为什么这么用兵呢，“置之死地而后生”，严重有悖于兵法。韩信说：“我带的兵都是没有经过训练的，让他们打仗，就像驱赶街市上的人去打仗，不把他们放到死地，这些人很容易溃散和投降。”根据《史记》记载，听完韩信的解释，大家对韩信都很佩服。但韩信其实冒了很大风险，犯兵家之大忌，把作战当成赌博，不像军神所为。在彭城之战时，刘邦的数十万大军被项羽的骑兵赶入谷水、泗水和睢水，也没见到哪支军队因无路可逃，反身和项羽的楚军拼命。所以，这样的说法其实很难让人信服。之后，历代王朝，学习韩信“置之死地而后生”战法的人，很少再有取胜战例。在真实战场上，其实没有多少人敢如此而为。
第二是韩信派出两千多轻骑，偷袭赵国营寨，人数并不多，怎么能迅速攻下赵军营寨呢？按常理，即使赵军倾全力进攻韩信，至少也会在营寨里，放上几千上万人守护吧？当时，赵王歇应该坐镇营寨，守卫数量应该不会少于两千人。如果赵军营寨有守卫，韩信派出的两千人马，万一偷营受阻，且久攻不下，在河边和赵军对阵的汉军，等不到赵军溃败很可能就被彻底消灭。韩信派出的两支军队，必须紧密配合，对出击、撤退和反击的时间都要把握得相当精准，否则，必定功亏一篑。当时，没有现代化通信工具，信息沟通很难避免失误。韩信如此用兵，确实像赌博，显得很不真实。
基于以上两点，让大家不由得怀疑《史记》对这场战役记载的真实性。(www.xing528.com)
《汉书》采纳《史记》对这一战役的记载。虽然有人怀疑，但没有其他证据，来表明这场战斗还有其他过程。目前，只能以此为蓝本，分析韩信为什么能赢下这场战役。
韩信打败赵军，又立下一项灭国级别的战功。不过，仔细分析后，可以发现，韩信的对手陈馀的作战能力并不算高，战胜他并非难事。陈馀是一个文士，不是将领，攻打同样是文士的张耳，可能绰绰有余，但与韩信对战，取胜毫无可能。一个人是不是有本事，除了经常取得成功，还要看他面对的挑战有多大。比如，如果韩信能打败项羽，才能真正证明韩信的武力高强。从陈馀之前所取得的战果看，他并不是那时候的一流战将。韩信把他打败，并不能完全证明韩信的武功。
此外，韩信能取得井陉口之战的胜利，张耳可能居功至伟。从《高祖功臣侯者年表》中，可以发现一个隐秘的线索，祝阿侯高邑和深泽侯赵将夜参与平定赵国的战役，并因功封侯。有关高邑军功的记载是“破井陉”。赵将夜的军功是，在韩信攻打赵国时，他投降汉军，并随韩信平定赵国、齐国和楚国。学者周骋认为，从赵将夜的立功事迹看，赵将夜以前可能是张耳的部属，和张耳私交不错，因而投降汉军，他的投降动机和原因类似于申阳。作为汉军内应，赵将夜或许帮助汉军偷袭赵军大营，并散播赵军已败的流言，使战斗力本不强的赵军瞬间崩溃。
张耳早年模仿信陵君，招徕门客，名气极大，以至刘邦也曾投入其门下。他讲义气，个人魅力十足，很善于拉拢人。在井陉口之战中，他再次发挥出卓越的统战能力。由此推测，在井陉口爆发的真实战事，可能并没有《史记》记载得那么传奇。
之后，韩信继续在赵地攻略，此时，张耳的作用得以充分显现。很多赵国将领纷纷投降汉军。根据《高祖功臣侯者年表》记载，除了深泽侯赵将夜，还有磨侯程黑，宋子侯许瘛，繁侯强瞻，以及刘邦的旧相识雍齿，很可能都是在赵地投靠韩信所率领的这支汉军，加入刘邦阵营的。
汉军平定赵地，韩信立下大功，但刘邦依然没对其做任何封赏，这一点很奇怪，确实有失公平。大概因为在平定赵国时，战事并不激烈，具体到军功，就没有那么多了。当然，因为史料的欠缺，对这一结论只能推测，而推测的前提是建立在刘邦能够公平对待每一位立下战功的将领。这个前提应该是存在的。毕竟韩信作为独立领军的将领，如果有功不赏，很危险。而韩信也曾指出，刘邦身上一个最大优点就是不小气，对立功的人出手大方，不像那个吝啬封赏的项羽。
赵地战事结束，韩信主动为张耳请封，请求刘邦封张耳为赵王，理由是利用其在赵地的影响力，“以镇抚其国”。刘邦同意这一请求。刘邦之所以同意，除韩信给出的理由外，更主要的原因是，汉军平定赵国，以攻心为主，攻城为辅助，张耳发挥出极重要的作用，立下不可磨灭的军功。而韩信为张耳请封，以及所给出的理由，看似高风亮节，有大局观，但实际上可能另有深意。韩信之后平定齐国，向刘邦索要“假齐王”的封号，也如法炮制地给出相同理由。此时为张耳请封应是日后为自己请封埋下伏笔。
根据《史记》记载，韩信打败赵国后，李左车向韩信献计，让他携平定魏国、代国和赵国的威名，派出使者，招降燕国的臧荼。臧荼是一个苟安于乱世的人，被韩信一吓唬，马上表示愿意加入刘邦阵营。燕国由此暂时被收编。但根据《高祖功臣侯者年表》记载，一个叫召欧的人，在他的战功里，有“以骑将定燕、赵”。这个人在沛县时加入刘邦的军队，但之前没有记录他任何功劳，之后也没有任何功劳，主要的甚至唯一能拿出手的功劳是，率领骑兵平定燕国和赵国。因此，平定燕国可能并不是史书记载的那样简单，应该还是发生了一些并不激烈的战事。
按说，韩信、张耳攻灭赵国时，刘邦在荥阳自顾不暇，不会给韩信、张耳援助。但通过一个将领的作战事迹，却发现这么理解有偏差。这个将领叫靳歙，在刘邦打南阳时，加入刘邦阵营。在《史记》有他的传记。汉朝初立时，他被封为信武侯，食邑五千三百户，而大家耳熟能详的将领樊哙，其食邑不过五千户，比靳歙少三百户，可见靳歙的战功不同凡响，是一个作战能力极强的将领。
根据《史记》记载，靳歙曾在邯郸、朝歌、安阳、邺城一带和赵国将领作战，亲自抓住过一个守城的官员、两个“司马”、四个列侯和两个骑兵将领，斩郡守一人和军营主帅一人，俘虏两千四百人。但记载他作战时，都指出他是跟“从”某人作战，比如，说他“从攻安阳以东”“从攻下邯郸”。我们无法判定他究竟是跟随谁打赵国的这些地方。
有一种说法是他跟着吕泽打的，因为吕后后来把持朝纲多年，引起刘氏诸侯王和功臣们不满，吕氏被灭之后，汉朝史官有意抹杀吕氏家族的功劳，因此，没有记载靳歙和谁一同作战。当然，也有可能作为一支独立的作战军队，是和韩信的军队一起进攻赵军在这一带的残余军队，从场面上看，战斗还是比较激烈的。还有另一个说法，按照《史记》记载人物行为的习惯，如果记载某人“从”作战或者做其他什么事，一般暗指是跟随刘邦。因此，一个推断是，靳歙“从”刘邦，在赵地南部，攻打赵国。此时，韩信在北部攻打赵国。赵国在南北两个方向被汉军夹击，导致瞬间崩溃，赵国被汉军全力攻灭。这也许是赵国被攻灭的真实场景。
项羽当然不能眼睁睁地看着赵国被刘邦纳入汉国而不管不顾。毕竟，刘邦一旦占据赵地，战略优势瞬间大增，荥阳战场北部和楚军后方粮道，将直接面临汉军的攻击。根据《史记》记载，项羽看到赵国被韩信平定，派出一支奇兵渡过黄河，进入赵国，和韩信作战。因为是奇兵，作战可能以骚扰、偷袭为主，导致韩信和张耳领兵在赵国南部，和楚军作战数月。大概这支楚军主要配合赵军残余作战，当赵军残余被汉军逐一歼灭，赵地已失，这支楚军逐渐势单力孤，继续作战，不会取得任何战果，之后主动撤军。
在汉三年（公元前204年）十月，韩信、张耳开始进攻赵国，之后在赵地和楚军作战，巩固已占领地盘。九个月后，即汉三年（公元前204年）六月（汉时每年岁首是十月），刘邦在成皋被项羽围困，侥幸逃出来。他和夏侯婴北渡黄河，以汉使者的身份进入在修武（今修武县）的韩信、张耳大营，突然夺了两人兵权，带走韩信、张耳的军队，准备重返荥阳前线，继续与项羽拼杀。其间，他封韩信为相国，命令他在赵地，重新招募、训练军队，攻打齐国。
之前，韩信是左丞相，地位低于萧何，现在在官职上已与萧何相当。在汉初，刘邦经常封领兵大将为相国或者丞相之类的官职，赋予这些将领在外征战时的军政大权，这是汉朝用人的一个惯例。从这点看，尽管韩信并没有在平定赵国过程中得到物质封赏，但在职位上却得到升迁，也算是对韩信战功的一种奖赏和认可。
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